(57)【要約】【課題】  簡素な構造で且つ小型の局部船速演算装置を提供する。【解決手段】  サテライトコンパス２は測位用信号に基づいて対地船速、船首方位、および回頭角速度を演算して局部船速演算部１に出力する。局部船速演算部１は、対地船速、船首方位、回頭角速度とともに、メモリに記憶されているサテライトコンパス２のアンテナ中心位置から局部位置までの距離と、アンテナ中心位置と局部位置との方位関係とを読み出して、該当する局部位置での局部船速を演算して、表示部３に出力する。【選択図】  図１
2006267042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位衛星からの測位用信号に基づき、移動体の対地速度、方位、回頭角速度を検出する姿勢検出手段と、
該姿勢検出手段の姿勢検出位置と前記移動体の所定位置との距離を記憶する記憶手段と、
前記姿勢検出手段から得られる各情報と前記記憶手段から得られる前記距離とに基づき、前記所定位置の対地速度を演算する局部速度演算手段と、を備えたことを特徴とする移動体速度検出装置。
【請求項２】
前記記憶手段は前記姿勢検出手段の姿勢検出位置と前記移動体の複数の所定位置と距離を記憶し、
前記局部速度演算手段は前記複数の所定位置の対地速度を略同時に演算する請求項１に記載の移動体速度検出装置。
【請求項３】
前記局部速度演算手段により演算された対地速度を表示する表示手段を備えた請求項１または請求項２に記載の移動体速度検出装置。
【請求項４】
前記姿勢検出手段は、複数のＧＰＳアンテナを有するＧＰＳ受信機を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の移動体速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体の速度を検出する移動体速度検出装置、特に、移動体の局部の速度を検出する移動体検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の大型タンカー等の船舶を接岸する際に、この船舶の船首速度と船尾速度とが必要となる。なぜならば、大型船舶では船首から船尾までの距離が長いため船首速度と船尾速度とが異なり、これらを適宜制御しなければ、船体側面を接岸壁に平行に維持しながら接岸することができないからである。
【０００３】
このため、従来の船舶では、図３に示すようなシステム構成にて船首速度および船尾速度を演算していた。
図３は従来の局部船速演算システムの概略構成を示すブロック図である。
従来の局部船速演算装置１０１は、船速測定装置１０２と、回頭角速度測定装置１０３とに接続し、局部船速演算部１１１とメモリ１１２とを備える。
局部船速演算装置１０１の局部船速演算部１１１は、船速測定装置１０２から入力される船首尾方向対地船速および左右舷方向対地船速と、回頭角速度測定装置１０３から入力される回頭角速度と、メモリ１１２に記憶されている船速測定位置から船首および船尾までの距離とを用いて船首速度および船尾速度を算出する。そして、従来の局部船速演算では船速測定装置１０２として、ドップラソナーや特許文献１に記載されたコンパスが利用されてきた。
【特許文献１】特開２００２−７１７７９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の局部船速演算システムでは、前述のように、別途設置された船速測定装置や回頭角速度測定装置からの出力が必要となる。しかし、特に回頭角速度測定装置は、高額且つ定期的なメンテナンスが必要であり、また、電源投入から正常動作するまでに数時間を要する等の問題があった。
【０００５】
したがって、この発明の目的は、簡素な構造で且つ小型の局部船速演算装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の移動体速度検出装置は、測位衛星からの測位用信号に基づいて移動体の対地速度、方位、回頭角速度を検出する姿勢検出手段と、この姿勢検出手段の姿勢検出位置と移動体の所定位置との距離を記憶する記憶手段と、姿勢検出手段から得られる各情報と記憶手段から得られる距離とに基づいて所定位置の対地速度を演算する局部速度演算手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
この構成では、姿勢検出手段で対地速度、方位、回頭角速度が検出されて、局部速度演算手段に入力される。記憶手段には移動体上の速度を求めたい所定位置と姿勢検出手段の姿勢検出位置との距離が記憶されており、局部速度演算手段は、この距離と前記各情報とを用いて所定位置の対地速度を演算して出力する。
【０００８】
また、この発明の移動体速度検出装置は、記憶手段に姿勢検出手段の姿勢検出位置と移動体の複数の所定位置と距離を記憶し、局部速度演算手段で移動体の複数位置の対地速度を略同時に演算することを特徴としている。
【０００９】
この構成では、速度を求めたい移動体上の位置が複数有る場合に、これらの位置と姿勢検出位置との距離がそれぞれ記憶されており、局部速度演算手段は、これらの距離を用いて移動体上の複数位置での対地速度を演算して出力する。
【００１０】
また、この発明の移動体速度検出装置は、局部速度演算手段により演算された対地速度を表示する表示手段を備えたことを特徴としている。
【００１１】
この構成では、前述のように演算された移動体上の対地速度が、液晶ディスプレイ等の表示手段により外部に表示される。
【００１２】
また、この発明の移動体速度検出装置は、複数のＧＰＳアンテナを備えたＧＰＳ受信機で姿勢検出手段を構成することを特徴としている。この際、対地速度を観測する所定位置を移動体の前後端部等に設定する。なお、このような複数のＧＰＳアンテナを備えたＧＰＳ受信機からなる姿勢検出手段を、以下「サテライトコンパス」と称する。
【００１３】
この構成では、サテライトコンパスで移動体の対地速度、方位、および回頭角速度を検出する。また、サテライトコンパスの姿勢検出位置と移動体の前端部等との距離、およびサテライトコンパスの姿勢検出位置と移動体の後端部等との距離が記憶手段であるメモリに記憶されている。なお、この設定位置は任意に設定できる。局部速度演算手段は、サテライトコンパスからの各情報とメモリに記憶さている距離情報とを用いて、移動体の前端部および後端部等の速度を演算する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、移動体上の前端部や後端部等の局部の速度を検出する移動体速度検出装置を簡素な構造で小型に実現することができる。
【００１５】
また、この発明によれば、移動体上の複数位置の速度を同時に検出する移動体速度検出装置を簡素な構造で小型に実現することができる。
【００１６】
また、この発明によれば、これら移動体上の局部速度を表示することで、簡単且つ明確にこれらの位置の速度をオペレータへ提供することができる。
【００１７】
また、この発明によれば、移動体の姿勢、位置、方位、および回頭角速度の検出に用いているサテライトコンパスを移動体速度検出装置に用い、これに局部速度演算手段を合わせることで、従来の装置形状から殆ど大型化することなく移動体速度検出装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係る移動体速度検出装置について図１、図２を参照して説明する。なお、以下の説明では、移動体として船舶、特に大型船舶を例に説明する。
図１は本実施形態の移動体速度検出装置の概略構成を示すブロック図である。
移動体速度検出装置は、局部船速演算部１、本発明の「姿勢検出手段」に相当するサテライトコンパス２、表示部３、本発明の「記憶手段」に相当するメモリ４を備える。
【００１９】
サテライトコンパス２は、少なくとも３つのアンテナ２０ａ〜２０ｃ、受信部２１、対地船速測定部２２、船首方位測定部２３、および回頭角速度測定部２４を備える。アンテナ２０ａ〜２０ｃは全てが一直線上にならばない位置に設置されており、ＧＰＳ信号等の測位用信号を受信して受信部２１に出力する。受信部２１は各アンテナ２０ａ〜２０ｃが受信した測位用信号から各アンテナ２０ａ〜２０ｃの位置を測位し、測位結果を対地船速測定部２２、船首方位測定部２３、および回頭角速度測定部２４に出力する。
対地船速測定部２２は、受信機２１から入力された測位結果に基づき対地船速Ｖｔを演算して、局部船速演算部１に出力する。
【００２０】
船首方位測定部２３は、受信機２１から入力された測位結果に基づき船首方位θｈを演算して局部船速演算部１に出力する。ここで、船首方位θｈとは、アンテナ２０ａ〜２０ｃの中心位置（本発明の「姿勢検出位置」に相当。）から北方向を基準方向として、この中心位置を通り船首尾方向に平行な方向が前記基準方向（北方向）に対して成す角を示す。
回頭角速度測定部２４は、受信部２１から入力された測位結果より得られる船首方位θｈを所定時間記憶して時間微分することにより回頭角速度ωを演算して局部船速演算部１に出力する。
【００２１】
局部船速演算部１は、サテライトコンパス２の対地船速測定部２２から入力される対地船速Ｖｔと、サテライトコンパス２の船首方位測定部２３から入力される船首方位θｈと、回頭角速度測定部２４から入力される回頭角速度ωとを用いて、船体の所定位置、例えば、船首や船尾の船速ＶＬ（以下、船首の船速を船首船速ＶＬｂと称し、船尾の船速を船尾船速ＶＬｄと称す。）を演算して出力する。この際、移動中心を算出する手段を設けてもよい。
【００２２】
具体的な船首船速ＶＬｂの演算方法について図２を用いて説明する。
図２は船首船速ＶＬｂの一成分である船首左右方向船速ＶＬｂｘを演算する方法を説明する説明図である。
図２において、Ｃは船体の移動中心、ＣＡはアンテナ２０ａ〜２０ｃの中心位置（姿勢検出位置）、ＢＳは船首位置、Ｒは船首位置ＢＳとアンテナ中心位置ＣＡとの距離を示す。また、Ｎは北方向、Ｅは東方向、ＳＣは針路方向を示す。さらに、Ｖｔは対地船速、ωは回頭角速度、θｈは船首方位を示す。
θｈは前述の船首方位、θｒｓは北方向Ｎと針路方向ＳＣとの成す角（北方向Ｎを基準方向として北方向から東方向側を正方向とする角）、φはアンテナ中心位置ＣＡと船首位置ＢＳとを結ぶ方向と船首尾方向との成す角を示す。
【００２３】
このような設定とすると、船首左右方向船速ＶＬｂｘは次に示す式（１）で演算することができる。
【００２４】
ＶＬｂｘ＝Ｖｔ・ｓｉｎ（θｒｓ−θｈ）＋Ｒ・ω・ｃｏｓφ    −（１）
局部船速演算部１はこの演算式を実現する演算処理器を備える。また、メモリ４には、船首位置ＢＳとアンテナ中心位置ＣＡとの距離Ｒ、アンテナ中心位置ＣＡと船首位置ＢＳとを結ぶ方向と船首尾方向との成す角φが予め記憶されている。
【００２５】
局部船速演算部１は、対地船速Ｖｔ、船首方位θｈ、回頭角速度ωが入力されると、メモリ４から距離Ｒ、成す角φを読み出して、式（１）を用いて船首左右方向船速ＶＬｂｘを演算する。
【００２６】
演算された船首左右方向船速ＶＬｂｘは表示部３に出力され、液晶ディスプレイ等からなる表示部３は船首左右方向船速ＶＬｂｘを画像データ形式に変換して表示する。オペレータは表示部３を見ることで、現在の船首左右方向船速ＶＬｂｘを認識することができる。
【００２７】
以上のような構成とすることで、簡素な構造でありながら、船体の船首位置の速度、すなわち移動体の局部速度を正確に演算する小型の移動体速度検出装置を実現することができる。
【００２８】
また、従来船体の姿勢検出に用いるサテライトコンパスを用いることで、現在の資源を用いながら簡素な構造の追加で局部船速を検出することができる。
【００２９】
なお、前述の説明では、船首船速のみを演算する方法を説明したが、アンテナ中心位置ＣＡを船尾位置との関係、すなわち、アンテナ中心位置と船尾位置との距離Ｒ’、およびアンテナ中心位置ＣＡと船尾位置とを結ぶ方向と船首尾方向との成す角φ’を予め測定してメモリ４に記憶しておけば、局部船速演算部１で船尾船速ＶＬｄも略同時（同時も可能）に演算することができる。そして、船尾船速ＶＬｄを同時に表示部３に出力することで、表示部３には船首船速ＶＬｂと船尾船速ＶＬｄとを同時に表示することができる。これにより、オペレータは船首船速ＶＬｂと船尾船速ＶＬｄとを同時に認識することができるとともに、船首船速ＶＬｂと船尾船速ＶＬｄとの差分を確認でき、船舶の制御に活用することができる。
【００３０】
また、船首船速と船尾船速とが演算されることで、これらの相対速度差を演算して、航行制御に用いることもできる。そして、局部船速演算部１で相対速度差演算を行うことで、さらに多くの局部船速関係の情報を検出する装置を簡素な構造で且つ小型のままで実現することができる。
【００３１】
また、前述の説明では、船首や船尾の速度を演算する方法を示したが、船体の所定位置を自ら設定し、この設定値とアンテナ中心位置との距離および成す角（方位関係）を予め測定して記憶しておけば、船体のどの局部位置での船速でも演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の移動体速度検出装置の概略構成を示すブロック図
【図２】船首船速ＶＬｂの一成分である船首左右方向船速ＶＬｂｘを演算する方法を説明する説明図
【図３】従来の局部船速演算システムの概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３３】
１−局部船速演算部、２−サテライトコンパス、２０ａ〜２０ｃ−アンテナ、２１−受信部、２２−対地船速測定部、２３−船首方位測定部、２４−回頭角速度測定部、３−表示部、４−メモリ、１０１−局部船速演算装置、１１１−局部船速演算部、１１２−メモリ、１０２−船速測定装置、１０３−回頭角速度測定装置
【図１】
2006267042.tif 000003
【図２】
2006267042.tif 000004
【図３】
2006267042.tif 000005