(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外乱方向から、前記外乱方向と逆方向となる船体の目標方位を算出する目標方位算出部と、
船尾方位を算出する船尾方位算出部と、
前記船尾方位と前記目標方位とを近づけるように決定した今回の指令舵角と、前回の指令舵角と前記今回の指令舵角とから算出される指令舵角の変化量とを組み合わせて用いることで、舵機駆動信号を決定する舵機駆動信号決定部と、
を備える、船体制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の船体制御装置であって、
前記舵機駆動信号決定部は、
前記指令舵角の変化量が舵角キープ用の第１閾値以上であることを検出する前記舵機駆動信号を出力し、
前記指令舵角の変化量が舵角キープ用の第１閾値未満であることを検出すると、舵角キープを実行するように前記舵機駆動信号の出力を停止する、
船体制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の船体制御装置であって、
前記舵機駆動信号決定部は、
前記指令舵角の変化量が前記第１閾値以上である場合に、
前記今回の指令舵角が、舵角キープ用の上限閾値より大きいまたは下限閾値未満であることを検出すると、前記舵角キープを有効にするように前記舵機駆動信号の出力を停止し、
前記今回の指令舵角が、前記舵角キープ用の前記上限閾値以下または前記下限閾値以上であることを検出すると、前記舵角キープを無効にするように前記舵機駆動信号を出力する、
船体制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の船体制御装置であって、
前記舵機駆動信号決定部は、
船尾の回頭角速度が、舵角の変化速度を変更するための上限閾値以上または前記舵角の変化速度を変更するための下限閾値以下であることを検出すると、前記舵角の変化速度を速くするように前記舵機駆動信号を決定する、
船体制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の船体制御装置であって、
前記舵機駆動信号決定部は、
船速が前後進判別用の閾値以下であることを検出すると、船尾が先頭側となる航走態様に応じた前記指令舵角を設定する、
船体制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の船体制御装置であって、
前記舵機駆動信号決定部は、
外乱の大きさおよび前記船体に対する前記外乱の相対方位から指令舵角を算出するフィードバック制御の係数を決定する、
船体制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の船体制御装置であって、
前記目標方位算出部は、
前記船体の動力の主機特性と前記動力に接続するプロペラの回転数と、前記船尾方位または船首方位からなる船体方位と、対地船速とを用いて、前記目標方位を算出する、
船体制御装置。
【請求項８】
外乱方向から、前記外乱方向と逆方向となる船体の目標方位を算出する目標方位算出工程と、
船尾方位を算出する船尾方位算出工程と、
前記船尾方位と前記目標方位とを近づけるように決定した今回の指令舵角と、前回の指令舵角と前記今回の指令舵角とから算出される指令舵角の変化量とを組み合わせて用いることで、舵機駆動信号を決定する舵機駆動信号決定工程と、
を有する、船体制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の船体制御方法であって、
前記舵機駆動信号決定工程は、
前記指令舵角の変化量が舵角キープ用の第１閾値以上であることを検出する前記舵機駆動信号を出力し、
前記指令舵角の変化量が舵角キープ用の第１閾値未満であることを検出すると、舵角キープを実行するように前記舵機駆動信号の出力を停止する、
船体制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の船体制御方法であって、
前記舵機駆動信号決定工程は、
前記指令舵角の変化量が前記第１閾値以上である場合に、
前記今回の指令舵角が、舵角キープ用の上限閾値より大きいまたは下限閾値未満であることを検出すると、前記舵角キープを有効にするように前記舵機駆動信号の出力を停止し、
前記今回の指令舵角が、前記舵角キープ用の前記上限閾値以下または前記下限閾値以上であることを検出すると、前記舵角キープを無効にするように前記舵機駆動信号を出力する、
船体制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の船体制御方法であって、
前記舵機駆動信号決定工程は、
船尾の回頭角速度が舵角の変化速度を変更するための上限閾値以上または前記舵角の変化速度を変更するための下限閾値以下であることを検出すると、前記舵角の変化速度を速くするように前記舵機駆動信号を決定する、
船体制御方法。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の船体制御方法であって、
前記舵機駆動信号決定工程は、
船速が前後進判別用の閾値以下であることを検出すると、船尾が先頭側となる航走態様に応じた前記指令舵角を設定する、
船体制御方法。
【請求項１３】
請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の船体制御方法であって、
前記舵機駆動信号決定工程は、
外乱の大きさおよび前記船体に対する前記外乱の相対方位から指令舵角を算出するフィードバック制御の係数を決定する、
船体制御方法。
【請求項１４】
請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の船体制御方法であって、
前記目標方位算出工程は、
前記船体の動力の主機特性と前記動力に接続するプロペラの回転数と、前記船尾方位または船首方位からなる船体方位と、対地船速とを用いて、前記目標方位を算出する、
船体制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風や潮流等の外乱の影響を考慮して船体に所定の航走動作を行わせる船体制御装置、船体制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一本釣り漁船等では、魚礁や瀬のような目的魚が多く生息する特定の位置および領域で漁を行うことによって、漁の効率を向上させることができる。このため、船体を定点保持させる、または、船舶を所定の流しラインに沿って航走させる等の船体制御を行う必要がある。
【０００３】
従来、このような船体制御は、操船者が自船の動きを見ながら舵と推進力とを手動で調整することによって実現されてきた。この方法では、操船者の負担が大きくなってしまう。
【０００４】
このため、特許文献１に記載の自動操舵装置は、風等の外乱を考慮して自動で舵角を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１３／１２１９３５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の自動操舵装置では、外乱方向および外乱の大きさの変化等に対する追従が遅くなる場合もある。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、外乱に対する船体の姿勢を、より安定的に維持できる船体制御装置、船体制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の船体制御装置は、目標方位算出部、船尾方位算出部、および、舵機駆動信号決定部を備える。目標方位算出部は、外乱方向から船体の目標方位を算出する。船尾方位算出部は、船尾方位を算出する。舵機駆動信号決定部は、船尾方位と目標方位とを近づけるように指令舵角を決定し、該指令舵角に応じた舵機駆動信号を決定する。
【０００９】
この構成では、船尾が外乱方向と対向するように船体制御される。船体は、一般的に船首が先細り形状であり、船尾は平坦な面を有する形状である。また、舵は船尾の船底付近に取り付けられている。このため、船体の構造上、船首は外乱による方位の変化が生じ易く、船尾は外乱による方位の変化が生じにくい。したがって、この構成を用いることによって、船体に対する外乱の影響が抑制され、安定した船体制御が実現される。
【００１０】
また、この発明の船体制御装置における舵機駆動信号決定部は、今回の指令舵角、および、前回の指令舵角と今回の指令舵角とから算出される指令舵角の変化量を用いて舵機駆動信号を決定する。
【００１１】
この構成では、舵角が必要以上に変化することを抑制でき、舵角を安定して制御することができる。
【００１２】
また、この発明の船体制御装置における舵機駆動信号決定部は、指令舵角の変化量が舵角キープ用の第１閾値以上であることを検出すると舵機駆動信号を出力し、指令舵角の変化量が舵角キープ用の第１閾値未満であることを検出すると舵角キープを実行するように舵機駆動信号の出力を停止する。
【００１３】
この構成では、舵の切りすぎを抑制できる。
【００１４】
また、この発明の船体制御装置における舵機駆動信号決定部は、指令舵角の変化量が第１閾値以上である場合に、今回の指令舵角が舵角キープ用の上限閾値より大きいまたは下限閾値未満であることを検出すると、舵角キープを有効にするように舵機駆動信号の出力を停止する。舵機駆動信号決定部は、指令舵角の変化量が第１閾値以上である場合に、今回の指令舵角が舵角キープ用の上限閾値以下または下限閾値以上であることを検出すると、舵角キープを無効にするように舵機駆動信号を出力する。
【００１５】
この構成では、外乱方向に船尾が対向する前に舵が反対方向に切り換えされることが抑制され、且つ、船尾方位が収束しにくくなることが抑制される。
【００１６】
また、この発明の船体制御装置における舵機駆動信号決定部は、船尾の回頭角速度が切り戻し強化用の上限閾値以上または切り戻し強化用の下限閾値以下であることを検出すると、舵角の変化速度を速くするように舵機駆動信号を決定する。
【００１７】
この構成では、船尾の回頭角速度が速くなりすぎることによって船尾方位が目標方位に収束しにくくなることが抑制される。
【００１８】
また、この発明の船体制御装置における舵機駆動信号決定部は、船速が前後進判別用の閾値以下であることを検出すると、船尾が先頭側となる航走態様に応じた指令舵角を設定する。
【００１９】
この構成では、船尾が外乱方向に対向する航走態様に応じた指令舵角が設定され、航走態様に応じた船体制御が自動で実行される。
【００２０】
また、この発明の船体制御装置における舵機駆動信号決定部は、外乱の大きさおよび船体に対する外乱の相対方位から指令舵角を算出するフィードバック制御の係数を決定する。
【００２１】
この構成では、外乱の変化により素早く対応して指令舵角が算出される。
【００２２】
また、この発明の船体制御装置における目標方位算出部は、船体の動力の主機特性と動力に接続するプロペラの回転数とを用いて目標方位を算出する。
【００２３】
この構成では、計測できない外乱があっても目標方位が算出される。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、外乱に対して、船体の姿勢をより安定的に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る船体制御装置および舵制御部の主要構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る船体制御装置による船体制御の概念を示す図
【図３】本発明に第１の実施形態に係る船体制御の主要フローを示すフローチャート
【図４】本発明の第１の実施形態に係る舵機駆動信号決定部の制御ブロック図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る船体制御装置における指令舵角、実舵角（推定）の時間推移、および、舵機駆動信号の波形を示すグラフ
【図６】本発明の第１の実施形態に係る舵機駆動信号の生成処理を示すフローチャート
【図７】本発明の第１の実施形態に係る舵角の切り戻し調整処理を示すフローチャート
【図８】本発明の第２の実施形態に係る船体制御装置における舵機駆動信号決定部の制御ブロック図
【図９】本発明の第２の実施形態に係る船体制御装置における指令舵角、実舵角（推定）の時間推移、および、舵機駆動信号の波形を示すグラフ
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る舵機駆動信号の生成処理を示すフローチャート
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る船体制御装置の主要構成を示すブロック図
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る船体制御装置のスロットル操作指示に関する表示態様例を示す図
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る船体制御装置の目標航路（流しライン）の各種入力態様を示す図
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る船体制御装置のＡＰ制御部で実行する船体の目標航路（流しライン）の入力処理を示すフローチャート
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る船体制御装置の舵制御部で実行する前進モードと後進モードの自動切替処理を示すフローチャート
【図１６】本発明の第６の実施形態に係る船体制御装置の舵制御部で実行する前進モードと後進モードの自動切替処理を示すフローチャート
【図１７】本発明の第７の実施形態に係る船体制御装置のパラメータの設定処理を示すフローチャート
【図１８】本発明の第７の実施形態に係る船体制御装置のパラメータ例を示す表
【図１９】本発明の第８の実施形態に係る船体制御装置の制御ブロック図
【図２０】本発明の第８の実施形態に係る船体制御装置における相対風向の定義を示す図
【図２１】本発明の第９の実施形態に係る船体制御装置の目標方位算出方法を示すフローチャート
【図２２】本発明の第９の実施形態に係る船体制御装置の目標方位およびプロペラ回転数の目標値の算出概念を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法について、図を参照して説明する。図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る船体制御装置の主要構成を示すブロック図である。図１（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る船体制御装置舵制御部の主要構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る船体制御装置による船体制御の概念を示す図である。
【００２７】
図１（Ａ）に示すように、船体制御装置１０は、舵制御部２０および方位センサ３０を備える。舵制御部２０には、外乱パラメータ、および、方位センサ３０で検出された船体方位が入力される。外乱パラメータとは、風向、風速、潮流の方向、潮流の大きさ等である。舵制御部２０は、外乱パラメータと船体方位とを用いて、舵機駆動信号を生成して、舵９１に出力する。舵９１は、舵機駆動信号に応じて舵角を変化させる。
【００２８】
この際、図２に示すように、舵制御部２０は、船体９０の船尾が外乱方向に対向するように舵角を調整する舵機駆動信号を生成する。このような船体制御を行って、船尾を外乱方向（外乱到来方向）に対向させることによって、外乱によって船体９０が外乱方向に対して横を向くように回動することを抑制できる。船体９０が外乱方向に対して横を向くとは、船体９０の船首と船尾を結ぶ方向と外乱方向とが略直交する状態を示す。
【００２９】
船体９０は、一般的に、航走性能等を考慮して、船首が先細り形状となっており、船尾は平坦な壁を有する形状である。また、舵９１は、船体９０の船尾付近に装備されている。したがって、舵９１の装備位置と船尾との距離は短く、舵９１の装備位置と船首との距離は長い。
【００３０】
ここで、船体９０が回動する際の支点９０１は舵９１の装備位置である。したがって、船首が外乱方向に対向する場合で外乱方向が変化すれば、この影響を受けて船体９０が回動し易い。一方、船尾が外乱方向に対向する状態で外乱方向が変化しても、船体９０への影響は小さく、回動し難い。
【００３１】
このように、船体９０の船尾が外乱方向に対向するように、船体制御を行うことによって、船首を外乱方向に対向させるよりも安定して所望の姿勢を維持することができる。
【００３２】
次に、このような船体制御を行うより具体的な構成および方法について説明する。図３は、本発明に第１の実施形態に係る船体制御の主要フローを示すフローチャートである。
【００３３】
図１（Ｂ）に示すように、舵制御部２０は、船尾方位算出部２０１、目標方位算出部２０２、偏角算出部２０３、および、舵機駆動信号決定部２０４を備える。
【００３４】
船尾方位算出部２０１には、方位センサ３０から船体方位が入力される。方位センサ３０は、例えばサテライトコンパス等からなり、船体９０の方位を算出する。
【００３５】
船尾方位算出部２０１は、船体方位から船尾方位を算出する（図３：Ｓ１０１）。例えば、方位センサ３０で船首方位が算出されていれば、船尾方位算出部２０１は、船首方位から船尾方位を算出して、偏角算出部２０３に出力する。また、方位センサ３０で船尾方位が算出されていれば、船尾方位算出部２０１は、そのまま船尾方位を偏角算出部２０３に出力する。
【００３６】
目標方位算出部２０２は、外乱パラメータから外乱方向を取得し、外乱方向と逆方向となる目標方位を算出して、偏角算出部２０３に出力する（図３：Ｓ１０２）。
【００３７】
偏角算出部２０３は、船尾方位と目標方位とを差分して偏角（図２参照）を算出し、舵機駆動信号決定部２０４に出力する（図３：Ｓ１０３）。
【００３８】
舵機駆動信号決定部２０４は、偏角に基づいて舵機駆動信号を生成し、舵９１に出力する（図３：Ｓ１０４）。
【００３９】
舵機駆動信号決定部２０４は、次に示す処理を実行することによって、舵機駆動信号を生成する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る舵機駆動信号決定部の制御ブロック図である。なお、下記の各制御ブロックは、個別の機能部で実行してもよい。
【００４０】
図４に示すように、舵機駆動信号決定部２０４は、偏角と船尾方位とから指令舵角δｎｅｗを算出する。舵機駆動信号決定部２０４は、例えば、ＰＤ制御によって指令舵角δｎｅｗを算出する。ＰＤ制御を用いる場合、舵機駆動信号決定部２０４は、偏角にＰ制御を行うことで比例舵角を算出し、船尾方位の変化量から算出される回頭角速度にＤ制御を行うことで微分舵角を算出する。舵機駆動信号決定部２０４は、比例舵角と微分舵角を加算することによって指令舵角δｎｅｗを算出する。舵機駆動信号決定部２０４は、算出した指令舵角δｎｅｗを記憶する。
【００４１】
舵機駆動信号決定部２０４は、今回算出した指令舵角（今回の指令舵角）δｎｅｗと、記憶していた前回算出した指令舵角（前回の指令舵角）δｐｒｅとを用いて指令舵角の変化量δｃｈｇを算出する。具体的には、舵機駆動信号決定部２０４は、今回の指令舵角δｎｅｗから前回の指令舵角δｐｒｅを差分することによって、指令舵角の変化量δｃｈｇを算出する。
【００４２】
舵機駆動信号決定部２０４は、今回の指令舵角δｎｅｗおよび指令舵角の変化量δｃｈｇから切り戻し調整を行うか否かを判定する。切り戻し調整とは、指令舵角の大きさおよび指令舵角の変化量に応じて、転舵を開始するか、転舵を禁止するかを決定することである。また、切り戻し調整とは、転舵を行う場合に、転舵速度を速くするか否かを調整することである。
【００４３】
舵機駆動信号決定部２０４は、指令舵角の変化量δｃｈｇが第１閾値ＴＨｃｈｇ以上であれば、転舵の開始、一時的な禁止の決定処理に移行する。舵機駆動信号決定部２０４は、指令舵角の変化量δｃｈｇが第１閾値ＴＨｃｈｇ未満であれば、舵角キープ処理を実行する（転舵トリガを発生させず、舵機駆動信号を出力しない）。
【００４４】
舵機駆動信号決定部２０４は、指令舵角の変化量δｃｈｇが第１閾値ＴＨｃｈｇ以上で、且つ、今回の指令舵角δｎｅｗが上限閾値ＴＨＨｋｐより大きい、または、今回の指令舵角δｎｅｗが下限閾値ＴＨＬｋｐより小さければ、転舵を禁止し、転舵トリガを発生しない（舵角キープを実行する）。
【００４５】
舵機駆動信号決定部２０４は、指令舵角の変化量δｃｈｇが第１閾値ＴＨｃｈｇ以上で、且つ、今回の指令舵角δｎｅｗが上限閾値ＴＨＨｋｐ以下、または、今回の指令舵角δｎｅｗが下限閾値ＴＨＬｋｐ以上であれば、転舵トリガを発生する。転舵トリガは、指令舵角と同様に記憶される。
【００４６】
舵機駆動信号決定部２０４は、転舵トリガの発生期間に舵機駆動信号を出力する。舵機駆動信号は、所定のパルス長を有する単パルス信号を、所定の時間間隔で繰り返した信号である。したがって、舵機駆動信号決定部２０４は、転舵トリガの発生期間のみ、単パルス信号を繰り返し出力することによって舵機駆動信号を実現する。
【００４７】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る船体制御装置における指令舵角、実舵角（推定）の時間推移、および、舵機駆動信号の波形を示すグラフである。
【００４８】
図５に示すように、船体制御装置１０の処理を用いた場合、基本的には、指令舵角の変化量δｃｈｇの絶対値が第１閾値以上の期間において、舵機駆動信号は出力される（図５の期間ＴＡ）。
【００４９】
また、船体制御装置１０の処理を用いた場合、基本的には、指令舵角の変化量δｃｈｇの絶対値が第１閾値未満の期間において、舵機駆動信号は出力されない（図５の期間ＴＢ：舵角キープＢ）。
【００５０】
さらに、船体制御装置１０の処理を用いた場合、指令舵角の変化量δｃｈｇの絶対値が第１閾値以上であっても、今回の指令舵角δｎｅｗが上限閾値ＴＨＨｋｐより大きい、または、今回の指令舵角δｎｅｗが下限閾値ＴＨＬｋｐより小さければ、舵機駆動信号は出力されない（図５の期間ＴＣ：舵角キープＡ）。
【００５１】
また、船体制御装置１０の処理を用いた場合、指令舵角の変化量δｃｈｇの絶対値が第１閾値以上であって、今回の指令舵角δｎｅｗが上限閾値ＴＨＨｋｐ以下、または、今回の指令舵角δｎｅｗが下限閾値ＴＨＬｋｐ以上であれば、舵機駆動信号は出力される（図５の期間ＴＤ）。
【００５２】
図５に示すように、船体制御装置１０の処理を用いることによって、実舵角を０°に徐々に近づけることができる。また、船尾を外乱方向に対向させることによって、図５に示すように、外乱の急激な変化が生じても、船尾方位と目標方位との差（偏角）が外乱の影響を受けて急激に変化することを抑制でき、上述の処理を実行することで、実舵角を０°に徐々に近づけることができる。これにより、安定した船体制御を行うことができる。
【００５３】
なお、上述の説明では、それぞれ個別の機能ブロックおよび制御ブロックを組み合わせて船体制御を行う態様を示したが、全体を１つの演算処理装置で実現することもできる。この場合、演算処理装置は、以下のフローをプログラム化して記憶しておき、当該プログラムを読み出して実行することによって、船体制御を実現することができる。
【００５４】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る舵機駆動信号の生成処理を示すフローチャートである。
【００５５】
船体制御の演算処理装置は、船尾方位と目標方位とから偏角を算出し、偏角から指令舵角δｎｅｗを算出する（Ｓ４０１）。演算処理装置は、前回の転舵時の指令舵角δｐｒｅを取得する（Ｓ４０２）。演算処理装置は、今回の指令舵角δｎｅｗから前回の指令舵角δｐｒｅを差分して、指令舵角の変化量δｃｈｇを算出する（Ｓ４０３）。
【００５６】
演算処理装置は、舵角キープ用の第１閾値ＴＨｃｈｇを記憶している。演算処理装置は、指令舵角の変化量δｃｈｇが第１閾値ＴＨｃｈｇ以上であれば（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、舵角の切り戻し調整（図７のフローに準じた処理）を実行する。演算処理装置は、図７のフローに準じた舵角の切り戻し調整の結果に基づいて舵機駆動信号の出力制御を実行する（Ｓ４０６）。
【００５７】
演算処理装置は、指令舵角の変化量δｃｈｇが第１閾値未満であれば（Ｓ４０４：ＮＯ）、舵角キープを実行し、舵機駆動信号を出力しない（Ｓ４０７）。
【００５８】
次に、舵角の切り戻し調整について説明する。図７は、本発明の第１の実施形態に係る舵角の切り戻し調整処理を示すフローチャートである。
【００５９】
演算処理装置は、舵角キープ判定用の上限閾値ＴＨＨｋｐと舵角キープ判定用の下限閾値ＴＨＬｋｐとを記憶している。
【００６０】
演算処理装置は、今回の指令舵角δｎｅｗが上限閾値ＴＨＨｋｐ以下であり（Ｓ４５１：ＹＥＳ）、且つ、今回の指令舵角δｎｅｗが下限閾値ＴＨＬｋｐ以上であれば（Ｓ４５２：ＹＥＳ）、舵角キープを無効にする（Ｓ４５４）。すなわち、演算処理装置は、舵機駆動信号を出力する。
【００６１】
演算処理装置は、今回の指令舵角δｎｅｗが上限閾値ＴＨＨｋｐより大きい（Ｓ４５１：ＮＯ）、または、今回の指令舵角δｎｅｗが下限閾値ＴＨＬｋｐより小さければ（Ｓ４５２：ＮＯ）、舵角キープを有効にする。すなわち、演算処理装置は、舵機駆動信号を出力しない。
【００６２】
このような処理を実行することによって、上述のような安定した船体制御を実現することができる。
【００６３】
また、本実施形態の構成および処理を用いることによって、舵角センサを用いなくても、安定した船体制御を実現することができる。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法について、図を参照して説明する。本実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法は、舵機駆動信号決定部２０４の機能が、第１の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法と異なる。
【００６５】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る船体制御装置における舵機駆動信号決定部の制御ブロック図である。本実施形態に係る舵機駆動信号決定部は、第１の実施形態に係る舵機駆動信号決定部に対して、切り戻し強化判定を追加したものである。
【００６６】
舵機駆動信号決定部は、回頭角速度ωｔｒに基づいて、切り戻し強化判定を実行する。回頭角速度ωｔｒは、例えば、船体方位、船尾方位の時間変化率から算出することができる。回頭角速度ωｒｔは、船尾方位を基準方位として、一方の回転方向を「＋」とし、他方の回転方向を「−」として算出される。舵機駆動信号決定部は、回頭角速度ωｒｔが切り戻し強化用の上限閾値以上または切り戻し強化用の下限閾値以下であれば、切り戻し強化を実行する。舵機駆動信号決定部は、回頭角速度ωｒｔが切り戻し強化用の上限閾値未満または切り戻し強化用の下限閾値より大きければ、切り戻し強化を停止する。切り戻し強化とは、変更前と比較して速く舵角を変更することができる。
【００６７】
舵機駆動信号決定部は、切り戻し強化の実行と判定すると、舵機駆動信号を構成する単パルス信号のパルス長が長く、単パルス信号の間隔が狭くなるように転舵トリガを出力する。
【００６８】
舵機駆動信号決定部は、切り戻し強化の停止と判定すると、舵機駆動信号を構成する単パルス信号のパルス長および単パルス信号の間隔を元に戻して、初期設定された転舵トリガを出力する。なお、この切り戻し強化の判定結果は、切り戻しの調整判定、すなわち、舵角キープの判定にも利用することができる。
【００６９】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る船体制御装置における指令舵角、実舵角（推定）の時間推移、および、舵機駆動信号の波形を示すグラフである。
【００７０】
図９に示すように、本実施形態の船体制御装置の構成および処理を用いることによって、切り戻し強化の期間は、舵機駆動信号を構成するパルスが初期設定の状態よりも長く出力される。これにより、舵９１が速く回動し、実舵角を速く０°に近づけるように船体制御することができる。すなわち、船尾方位を目標方位に速く一致させるように船体制御することができる。
【００７１】
なお、第１の実施形態と同様に、本実施形態においても、演算処理装置が、以下のフローをプログラム化して記憶しておき、当該プログラムを読み出して実行することによって、船体制御を実現することができる。
【００７２】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る舵機駆動信号の生成処理を示すフローチャートである。図１０におけるステップＳ４５１からステップＳ４５４は、第１の実施形態に係る図７と同じである。
【００７３】
演算処理装置は、前回の舵角キープが有効であるか否かを検出する。また、演算処理装置は、今回の舵角キープが無効であるか否かを検出する。演算処理装置は、前回の舵角キープが有効であり（Ｓ４６１：ＹＥＳ）、今回の舵角キープが無効であれば（Ｓ４６２：ＹＥＳ）、回頭角速度ωｔｒを取得する（Ｓ４６３）。
【００７４】
演算処理装置は、切り戻し強化用の上限閾値ＴＨＨｔｒと切り戻し強化用の下限閾値ＴＨＬｔｒとを予め記憶している。演算処理装置は、回頭角速度ωｔｒが上限閾値ＴＨＨｔｒ以上であるか（Ｓ４６４：ＹＥＳ）、下限閾値ＴＨＬｔｒ以下であれば（Ｓ４６６：ＹＥＳ）、切り戻し強化を実行する（Ｓ４６５）。演算処理装置は、回頭角速度ωｔｒが上限閾値ＴＨＨｔｒ未満で（Ｓ４６４：ＮＯ）、下限閾値ＴＨＬｔｒよりも大きければ（Ｓ４６６：ＮＯ）、切り戻し強化を終了（停止）する（Ｓ４６７）。
【００７５】
次に、第３の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法について、図を参照して説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る船体制御装置の主要構成を示すブロック図である。
【００７６】
本実施形態に係る船体制御装置１０Ａは、第１、第２の実施形態に係る船体制御装置１０に対して、さらに、ＡＰ制御（自動航行制御）、スロットル制御に関する構成を追加したものである。
【００７７】
船体制御装置１０Ａは、方位センサ３０、ＡＰ制御部４０、操作入力部５０、および、表示部６０を備える。
【００７８】
ＡＰ制御部４０は、舵制御部４１、および、スロットル制御部４２を備える。舵制御部４１は、上述の実施形態に示した舵制御部２０と同じ構成である。舵制御部４１は舵９１を自動制御する。スロットル制御部４２は、操作入力部５０からの操作入力に応じて、動力９２の制御を行う。
【００７９】
操作入力部５０は、操舵者からの操作入力を受け付ける。操作入力内容としては、例えば、自船の目標位置、目標方位等である。操作入力内容は、ＡＰ制御部４０に出力される。
【００８０】
表示部６０は、操舵者に対して視覚的情報を提供する構成からなり、画像等を表示するディスプレイ、表示ランプ等を備える。
【００８１】
ＡＰ制御部４０は、測位装置（図示せず）から得られる自船位置、船体方位、目標位置、目標方位から、自船を目標位置、目標方位に到達させるための舵角、および推進力を算出する。
【００８２】
ＡＰ制御部４０の舵制御部４１は、算出された舵角から各タイミングでの指令舵角を算出し、上述の実施形態に示したように舵機駆動信号を生成し、舵９１に出力する。
【００８３】
ＡＰ制御部４０は、舵制御部４１における舵機駆動信号に同期して、表示部６０にスロットル操作指示に関する表示を行う。図１２は、本発明の第３の実施形態に係る船体制御装置のスロットル操作指示に関する表示態様例を示す図である。
【００８４】
図１２に示すように、表示部６０は、表示ランプ６１０を備えている。ＡＰ制御部４０は、舵機駆動信号に同期して、表示ランプ６１０を点灯または消灯させる。
【００８５】
ＡＰ制御部４０は、スロットルを開くタイミングを点灯に関連付け、スロットルをしぼるタイミングを消灯に関連付けている。すなわち、ＡＰ制御部４０は、舵機駆動信号に同期して、推進力を上げたいタイミングで、表示ランプ６１０を点灯させる。一方、ＡＰ制御部４０は、舵機駆動信号に同期して、推進力を下げたいタイミングで、表示ランプ６１０を消灯させる。
【００８６】
操舵者は、この表示ランプ６１０の表示態様を見て、操作入力部５０のスロットル操作入力部を操作する。スロットル制御部４２は、このスロットル操作を検出し、スロットル操作に応じて、動力９２の出力制御を行う。
【００８７】
このような構成とすることによって、動力９２による推進力の開始、調整、停止を、舵９１の動きに同期させることができる。これにより、自船を目標位置に航走させる、目標位置に維持させる、目標方位の船尾が向くように（例えば、外乱に船尾が対向するように）する、等の船体制御を容易且つ確実に行うことができる。
【００８８】
なお、図１２に示すように、船体９０が前進する時と後進する時とで、表示態様（例えば、表示色）を替えることが好ましい。これにより、操舵者はスロットル操作をより正確に行うことができる。
【００８９】
さらに、スロットルの開放量等に応じて表示態様を異ならせてもよい。例えば、スロットルの開放量が大きくなるほど輝度を高くする等の表示制御を行ってもよい。これにより、操舵者はスロットル操作をさらに正確に行うことができる。
【００９０】
なお、本実施形態では、動力９２を手動で制御する例を示したが、舵機駆動信号に同期してスロットル制御部４２によって動力９２を自動で制御してもよい。
【００９１】
次に、本発明の第４の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法について、図を参照して説明する。本実施形態に係る船体制御装置は、第３の実施形態に係る船体制御装置と機能部の構成は同じであり、さらに、船体制御用の操作入力の補助機能を備えたものである。
【００９２】
本実施形態の船体制御装置では、表示部６０にタッチ式の操作入力部（以下、タッチパネルと称する。）を備える。船体制御装置は、表示部６０への操作入力を受け付けて、上述の自動航行制御に関する船体制御を行う。
【００９３】
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る船体制御装置の目標航路（流しライン）の各種入力態様を示す図である。図１４は、本発明の第４の実施形態に係る船体制御装置のＡＰ制御部で実行する船体の目標航路（流しライン）の入力処理を示すフローチャートである。図１４は、図１３（Ａ）に示す入力態様の場合のフローチャートである。
【００９４】
表示部６０には、図１３に示すように、例えば海図が表示されている。操舵者は海図を見ながら、次の手順で目標航路（流しライン）の操作入力し、これをＡＰ制御部が検出して目標航路の設定を行う。
【００９５】
ＡＰ制御部は、タッチパネルへの操作入力によって、ライン入力スイッチの設定箇所がタッチされたか否かを検出する。ＡＰ制御部は、図１３（Ａ）の操作Ａ１に示すように、ライン入力スイッチの設定箇所がタッチされていれば（Ｓ５０１：ＹＥＳ）、ライン入力モードに移行する。ＡＰ制御部は、ライン入力スイッチの設定箇所がタッチされていなければ（Ｓ５０１：ＮＯ）、予め設定されているタッチパネルの操作入力仕様に応じた操作入力を受け付ける。
【００９６】
ライン入力モードに移行すると、ＡＰ制御部は、タッチ位置を検出し、この位置を流しラインの始点に設定する（Ｓ５０２）。
【００９７】
ＡＰ制御部は、図１３（Ａ）の操作Ａ２に示すようなタッチにしたがってタッチ位置の軌跡を検出し、流しラインの座標変化を検出する（Ｓ５０３）。ＡＰ制御部は、タッチされた時点での海図の経度緯度を取得し、検出した流しラインの緯度経度を算出する（Ｓ５０４）。
【００９８】
ＡＰ制御部は、自船の位置および船体方位を取得し、検出した流しラインに沿って船体が移動するように、上述の船体制御を実行する（Ｓ５０５）。
【００９９】
このような構成および処理とすることによって、操舵者は、容易に流しラインを設定することできる。また、流しラインに沿って船体が移動するように船体制御されることで、船体制御に対する操舵者の負荷を軽減することができる。
【０１００】
なお、ライン入力スイッチの設定箇所がタッチされていない場合（Ｓ５０１：ＮＯ）、ＡＰ制御部は、タッチパネルへのタッチ状態を検出し（Ｓ５０６）、タッチ状態に応じた表示制御を実行する（Ｓ５０７）。例えば、拡大表示に対応したアクションのタッチ入力を検出すれば、表示されている画像を拡大表示する。また、表示画面の移動に対応したアクションのタッチ入力を検出すれば、表示されている海図の範囲をシフトさせる。
【０１０１】
このような構成および処理とすることで、流しラインの入力と画像表示態様の設定入力とを間違えて操作入力することを抑制することができる。
【０１０２】
また、流しラインの入力は、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）に示す方法であってもよい。図１３（Ｂ）に示す方法では、ＡＰ制御部は、表示画面上の二本の軌跡（図１３（Ｂ）の操作Ａ３１，Ａ３２の軌跡）を検出する。ＡＰ制御部は、二本の軌跡の中間位置を検出し、この中間位置を結ぶ線を流しラインに設定する。図１３（Ｃ）に示す方法では、ＡＰ制御部は、表示画面上の三本の軌跡（図１３（Ｃ）の操作Ａ４１，Ａ４２，Ａ４３の軌跡）を検出する。ＡＰ制御部は、三本の軌跡の真ん中の軌跡（図１３（Ｃ）の操作Ａ４３の軌跡）を検出し、この軌跡を流しラインに設定する。
【０１０３】
次に、本発明の第５の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法について、図を参照して説明する。本実施形態に係る船体制御装置は、第３の実施形態に係る船体制御装置と機能部の構成は同じであり、さらに、前進モードと後進モードの自動切替機能を備えたものである。
【０１０４】
図１５は、本発明の第５の実施形態に係る船体制御装置の舵制御部で実行する前進モードと後進モードの自動切替処理を示すフローチャートである。
【０１０５】
舵制御部は、対地船速Ｖｓを計測する（Ｓ６０１）。対地船速Ｖｓは、自船位置の測位結果の時間変化率によって計測することができる。なお、この時点で、舵制御部は、手動のスタンバイモードに設定されている。
【０１０６】
舵制御部は、対地船速Ｖｓとモード切替閾値Ｖｔｈとを比較する。モード切替閾値Ｖｔｈは、例えば、次の概念によって設定される。船体を前進させる場合、すなわち、船首方向に船体を推進させる場合は、通常の航行状態であり、一般的に推進速度は速い（例えば、１０ｋｎ以上）。船体を後進させる場合、すなわち、船尾方向に船体を推進させる場合は、定点保持制御、流し制御の場合を多く、推進速度は遅い（例えば、１ｋｎから２ｋｎ程度）。したがって、モード切替閾値Ｖｔｈを、通常の前進時の推進速度より低く且つ後進時の推進速度よりも高く設定する。
【０１０７】
舵制御部は、対地船速Ｖｓがモード切替閾値Ｖｔｈよりも大きければ（Ｓ６０２：ＹＥＳ）、舵角の設定方向を前進モードに設定する（Ｓ６０３）。舵制御部は、対地船速Ｖｓがモード切替閾値Ｖｔｈ以下であれば（Ｓ６０２：ＮＯ）、舵角の設定方向を後進モードに設定する（Ｓ６０４）。ここで、前進モードとは、船首方向に船体を推進させるモードである。後進モードとは、船尾方向に船体を推進させるモードである。
【０１０８】
このような構成および処理を用いることによって、推進方向を検出するセンサを備えることなく、前進と後進を検出することができる。さらに、前進、後進の切り換えに応じて、舵切りの方向を自動で変更することができる。したがって、前進、後進を意識することなく、船体が目標の姿勢になるように（例えば、船尾方位が目標方位に近づくように）、自動で船体制御を実行することができる。また、操舵者が前進と後進を間違えて舵切りを行うことを防止することができる。
【０１０９】
次に、本発明の第６の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法について、図を参照して説明する。本実施形態に係る船体制御装置は、第４の実施形態に係る船体制御装置と機能部の構成は同じであり、前進モードと後進モードの自動切替機能が異なる。
【０１１０】
本実施形態では、推進方向を検出する推進方向検出部を備えている。推進方向検出部は、クラッチの接続態様、プロペラの回転方向等を検出するセンサを備え、センサの出力結果から推進方向を検出する。推進方向の検出結果は、舵制御部に出力される。
【０１１１】
図１６は、本発明の第６の実施形態に係る船体制御装置の舵制御部で実行する前進モードと後進モードの自動切替処理を示すフローチャートである。
【０１１２】
舵制御部は、推進方向を取得する（Ｓ６１１）。舵制御部は、推進方向が前進方向であれば（Ｓ６０２：ＹＥＳ）、舵が前進モードであるか否かを検出する。舵制御部は、前進モードが設定されていれば（Ｓ６０３：ＹＥＳ）、前進用の舵制御を行う（Ｓ６０４）。舵制御部は、前進モードが設定されていなければ（Ｓ６０３：ＮＯ）、スタンバイモード（舵切りの手動モード）に移行する（Ｓ６０５）。
【０１１３】
舵制御部は、推進方向が前進方向でない場合も（Ｓ６０２：ＮＯ）、舵が前進モードであるか否かを検出する。舵制御部は、前進モードが設定されていれば（Ｓ６０６：ＹＥＳ）、前進用の舵制御を行う（Ｓ６０７）。舵制御部は、前進モードが設定されていなければ（Ｓ６０６：ＮＯ）、後進用の舵制御を行う（Ｓ６０８）。
【０１１４】
このような構成および処理であっても、前進の舵切りと後進の舵切りを自動で変更することができる。これにより、第５の実施形態と同様に、前進、後進を意識することなく、船体が目標の姿勢になるように（例えば、船尾方位が目標方位に近づくように）、自動で船体制御を実行することができる。
【０１１５】
次に、本発明の第７の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法について、図を参照して説明する。本実施形態に係る船体制御装置は、上述の各実施形態（特に第１の実施形態参照）に対して、次に示す指令舵角算出用および舵キープ用のパラメータ設定を適用したものである。
【０１１６】
図１７は、本発明の第７の実施形態に係る船体制御装置のパラメータの設定処理を示すフローチャートである。図１８は、本発明の第７の実施形態に係る船体制御装置のパラメータ例を示す表である。
【０１１７】
舵機駆動信号決定部は、操作入力部からパラメータのモード選択を受け付ける。モードは、舵の効き具合によって分類されている。例えば、本実施形態では、通常モードと、舵の効きが悪い強化モードとが設定されている。
【０１１８】
舵機駆動信号決定部は、選択されたモードが既に設定されているモードと異なれば、すなわちモード変更が選択されていれば（Ｓ４１１：ＹＥＳ）、新たに選択されたモードを設定する（Ｓ４１２）。舵機駆動信号決定部は、モード変更が行われていなければ、現状のモードを維持する。
【０１１９】
舵機駆動信号決定部は、選択されているモードに対して設定されているパラメータレベルを選択する（Ｓ４１３：ＹＥＳ）。複数のパラメータレベルにはそれぞれＫｐ，Ｋｄ，ＴＨＨｋｐの組が関連付けされている。Ｋｐ，Ｋｄは、指令舵角を算出するＰＤ制御の係数パラメータである。Ｋｐは舵角の大きさに関係し、Ｋｄは転舵速度に関係する。ＴＨＨｋｐは、上述のように、舵角キープを無効にする閾値である。パラメータＫｐ，Ｋｄは外乱の大きさに段階を設け、段階毎に設定されている。パラメータＴＨＨｋｐはパラメータＫｐ，Ｋｄの大きさに応じて設定されている。
【０１２０】
舵機駆動信号決定部は、選択されたパラメータレベルに関連付けされた各パラメータＫｐ，Ｋｄ，ＴＨＨｋｐを読み出す（Ｓ４１４）。舵機駆動信号決定部は、パラメータＫｐ，Ｋｄを設定したＰＤ制御を用いて指令舵角δｎｅｗを算出する。舵機駆動信号決定部は、パラメータＴＨＨｋｐを用いて舵角キープ処理（舵角キープの有効、無効の判断）を実行する（Ｓ４１５）。
【０１２１】
なお、パラメータレベルが新たに選択されていなければ（Ｓ４１３：ＮＯ）、既に設定されているＫｐ，Ｋｄを利用して指令舵角δｎｅｗの算出し、既に設定されているＴＨＨｋｐを利用して舵角キープ処理を実行する（Ｓ４１６）。
【０１２２】
このような処理を行うことによって、外乱の大きさに応じた適切な舵機駆動信号を生成でき、適切な船体制御を行うことができる。例えば、外乱の大きさに応じて、船尾方位と目標方位との偏角を、発散させることなく徐々に０°に近づけることができ、船尾を外乱方向に対向させることができる。
【０１２３】
さらに、舵の効きに応じてパラメータレベルを複数種類設けておくことにより、船舶の舵の効きと外乱の大きさに応じた適切な舵機駆動信号を生成できる。これにより、適切な船体制御を行うことができる。
【０１２４】
また、このようなパラメータの手動設定を行うことによって、船舶の速度が推進力を不定期にオフにするような場合（例えば、船尾を外乱方向に向けながら定点保持するような場合）であっても、ＰＤ制御を比較的安定な状態に維持できる。したがって、特に、推進力が小さな状況において、上述の処理は有効であり、操舵者の負荷を軽減しながら、適切な船体制御を実行することができる。
【０１２５】
なお、本実施形態では、ＴＨＨｋｐをＫｐ，Ｋｄに合わせて設定する態様を示したが、他の閾値となる角度についても、Ｋｐ，Ｋｄに合わせて設定することができる。
【０１２６】
次に、本発明の第８の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法について、図を参照して説明する。本実施形態に係る船体制御装置は、上述の各実施形態（特に第１の実施形態参照）に対して、次に示す指令舵角算出用のパラメータ設定を適用したものである。図１９は、本発明の第８の実施形態に係る船体制御装置の制御ブロック図である。
【０１２７】
図１９に示すように、本実施形態の船体制御装置の舵機駆動信号決定部は、舵機駆動信号を生成する指令舵角のＰＤ制御に利用するＫｐ，Ｋｄを、相対風向を用いた演算式から算出する。
【０１２８】
図２０は、本発明の第８の実施形態に係る船体制御装置における相対風向の定義を示す図である。図２０に示すように、本実施形態の船体制御装置では、船体９０の船尾に対向する方向を相対風向０°の方向とし、船体９０の船首に対向する方向を相対風向１８０°の方向とする。また、船体９０の左舷方向を＋の角度の方向とし、船体９０の右舷方向を−の角度の方向とする。
【０１２９】
舵機駆動信号決定部は、次式を用いてＫｐ，Ｋｄを設定する。
【０１３０】
Ｋｐ＝Ｋｐｄｅｆ＋Ｃｐ×ＡＷＡ
Ｋｄ＝Ｋｄｄｅｆ＋Ｃｄ×ＡＷＡ
ここで、Ｋｐｄｅｆは相対風向０°の時（船尾が風上を向いている時）の比例係数であり、Ｋｄｄｅｆは相対風向０°の時（船首が風上を向いている時）の微分係数である。Ｃｐ，Ｃｄは補正係数であり、外乱の大きさ、船舶の大きさ、舵の効き具合に応じて適宜設定されている。また、ＡＷＡは風向である。
【０１３１】
このような処理を行うことによって、船体が風の影響を受けてからＫｐ，Ｋｄが設定されるのではなく、船体が風の影響を受ける前にＫｐ，Ｋｄを設定することができる。これにより、ＰＤ制御に対して設定パラメータのフィードバック処理を行わないので、パラメータの適応による遅延を改善できる。したがって、船体が受ける風に応じて指令舵角を素早く設定し、船体制御することができる。
【０１３２】
次に、本発明の第９の実施形態に係る船体制御装置および船体制御方法について、図を参照して説明する。本実施形態に係る船体制御装置は、基本的な船体制御に関する構成および処理が上述の各実施形態に示した船体制御装置と同じであり、次に示す外乱パラメータから目標方位および目標推進力の決定方法を用いている。
【０１３３】
図２１は、本発明の第９の実施形態に係る船体制御装置の目標方位算出方法を示すフローチャートである。図２２は、本発明の第９の実施形態に係る船体制御装置の目標方位およびプロペラ回転数の目標値の算出概念を説明するための図である。図２２（Ａ）は各船速のベクトル関係図であり、図２２（Ｂ）は主機特性から船速、プロペラ回転数を算出する概念を示す図である。
【０１３４】
舵機駆動信号決定部は、プロペラの回転数を取得する（Ｓ７０１）。プロペラの回転数は、別途船体に設置したプロペラ回転数検出部によって検出する。
【０１３５】
舵機駆動信号決定部は、図２２（Ｂ）に示すように、検出したプロペラ回転数と主機特性とから、プロペラ回転に起因する対水船速（ベクトル量）を推定算出する（Ｓ７０２）。このベクトルを規定する方向は、船体方位（船尾方向または船首方位）から算出することができる。
【０１３６】
舵機駆動信号決定部は、上述のように、測位結果から対地船速（ベクトル量）を算出する（Ｓ７０３）。
【０１３７】
図２２（Ａ）に示すように、船舶の対水船速は、プロペラ回転に起因する対水船速のベクトルと風に起因する対水船速のベクトルとを加算したベクトルで表される。また、対地船速は、対水船速のベクトルと表層潮流速度のベクトルとを加算したベクトルで表される。したがって、外乱に起因する対水船速は、風に起因する対水船速のベクトルと表層潮流速度のベクトルとを加算したベクトルで表される。
【０１３８】
この関係を利用して、舵機駆動信号決定部は、対地船速のベクトルとプロペラ回転数に起因する対水船速のベクトルとの差分から、外乱に起因する対水船速のベクトル（図２２（Ａ）参照）を算出する（Ｓ７０４）。
【０１３９】
舵機駆動信号決定部は、図２２（Ｂ）に示すように、外乱に起因する対水船速の大きさと主機特性とから、プロペラ回転数の目標値を算出する（Ｓ７０５）。舵機駆動信号決定部を含むＡＰ制御部は、プロペラ回転数の目標値に基づいて、操舵者にスロットル操作の補助通知（例えば、上述の表示ランプ６１０の輝度調整等）を行う。
【０１４０】
舵機駆動信号決定部は、外乱に起因する対水船速の方向から目標方位を算出する（Ｓ７０６）。舵機駆動信号決定部は、この目標方位に基づいて指令舵角を決定し、舵機駆動信号を生成する。
【０１４１】
このような構成および処理を用いることによって、計測が容易では無い表層潮流の影響も含めて船体が受ける外乱方向および外乱の大きさを算出することができる。これにより、より正確な目標方位および目標推進力を設定でき、適切な船体制御を行うことができる。
【０１４２】
なお、上述の各実施形態では、船尾を外乱方向に対向させる船体制御を、基本の船体制御としているが、閾値およびパラメータの設定、表示態様、目標航路の設定、外乱の推定、目標方位の算出に関しては、船首を外乱方向に対向させる場合にも適用することが可能である。しかしながら、船尾を外乱方向に対向させる姿勢を採用することによって、より安定した船体制御を行うことができ、本願発明の各構成および処理が有効である。
【０１４３】
また、上述の各実施形態では、推進力の制御、すなわちスロットル制御は、基本的に操舵者が行っているが、スロットル制御に関する構成および処理を備える態様においては、スロットル制御を自動化することも可能である。
【０１４４】
また、上述の各実施形態では、指令舵角の算出にＰＤ制御を行う例を示したが、Ｐ制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１４５】
１０，１０Ａ：船体制御装置
２０：舵制御部
３０：方位センサ
４０：ＡＰ制御部
４１：舵制御部
４２：スロットル制御部
５０：操作入力部
６０：表示部
９０：船体
９１：舵
９２：動力
２０１：船尾方位算出部
２０２：目標方位算出部
２０３：偏角算出部
２０４：舵機駆動信号決定部
６１０：表示ランプ
９０１：船体９０の回動の支点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0006632803.tif 000019
【図１９】
0006632803.tif 000020
【図２０】
0006632803.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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