(57)【要約】【課題】操船者が船舶の着岸時の操船を簡易に行うのに好適な操船支援装置、操船支援方法、操船支援装置制御プログラム及び航走制御装置を提供する。【解決手段】航走制御システム１を、左舷船外機２と、右舷船外機３と、推進力制御装置４と、を含んだ構成とし、推進力制御装置４を、電子スロットル弁制御部４０と、電子シフト制御部４１と、電子ステアリング制御部４２と、船体パラメータ学習部４３と、操船支援制御部４４とを含んだ構成とし、操船支援制御部４４を、船体の現在位置を検出するＧＰＳ４４ａと、操船支援に必要な情報を記憶する記憶媒体４４ｂと、所定の入力情報に基づき目標推進力および目標平行移動角度を算出する目標制御値算出モジュール４４ｄと、着岸可否を判断する着岸可否判断部４４ｅと、着岸支援に係る情報を表示する情報表示部４４ｆとを含んだ構成とした。【選択図】      図２
2005212693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の平行移動が可能な推進機を備えた船舶の着岸動作を支援する装置であって、
前記船舶の位置を検出する位置検出手段と、
前記船舶の着岸位置の情報を記憶する着岸位置情報記憶手段と、
前記検出された位置情報及び前記着岸情報記憶手段の記憶内容に基づき、前記船舶が、前記位置検出手段によって検出された位置から前記着岸位置に移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出する目標制御値算出手段と、
前記目標制御値算出手段の算出結果に基づき、前記推進機の動作を自動的に制御する推進機自動制御手段と、を備えることを特徴とする操船支援装置。
【請求項２】
前記船舶の着岸姿勢の情報を記憶する着岸姿勢情報記憶手段と、
前記船舶の船首方位を検出する船首方位検出手段と、を備え、
前記目標制御値算出手段は、前記位置情報検出手段によって検出された位置情報と、前記着岸情報記憶手段の記憶内容と、前記着岸姿勢情報記憶手段の記憶内容と、前記船首方位検出手段によって検出された船首方位とに基づき、前記船舶が、前記位置検出手段によって検出される位置から前記着岸位置に前記着岸姿勢の状態で移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出するようになっていることを特徴とする請求項１記載の操船支援装置。
【請求項３】
前記位置検出手段によって検出された前記船舶の位置情報と、前記着岸位置情報記憶手段の記憶内容とに基づき前記船舶が前記着岸位置に着岸可能か否かを判断する着岸可否判断手段と、
前記着岸可否判断手段の判断結果に基づく情報を表示する着岸可否情報表示手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の操船支援装置。
【請求項４】
前記着岸可否判断手段は、前記位置検出手段によって検出された前記船舶の位置情報と、前記着岸位置情報記憶手段の記憶内容とに基づき、前記船舶の現在位置と前記着岸位置との間の距離を算出し、当該算出した距離に基づき前記船舶が前記着岸位置に着岸可能か否かを判断するようになっていることを特徴とする請求項３記載の操船支援装置。
【請求項５】
前記着岸位置周辺の地形情報を記憶する地形情報記憶手段を備え、
前記着岸可否判断手段は、前記地形情報記憶手段の記憶内容にも基づき前記船舶が前記着岸位置に着岸可能か否かを判断するようになっていることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の操船支援装置。
【請求項６】
前記位置検出手段によって検出された前記船舶の位置情報と、前記着岸位置情報記憶手段の記憶内容とに基づき、前記船舶の現在位置と前記着岸位置との位置関係を示す情報を表示する位置関係情報表示手段を備えることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の操船支援装置。
【請求項７】
前記船舶の航走状態を検出する航走状態検出手段と、
前記航走状態検出手段の検出結果に基づく情報を表示する航走情報表示手段と、を備えることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の操船支援装置。
【請求項８】
前記推進機自動制御手段は、所定の入力情報に基づき前記制御を停止し、前記推進機の制御を他の制御手段による制御に切り替えるようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の操船支援装置。
【請求項９】
前記船舶は、船体の後部左舷側及び後部右舷側に、それぞれ左右同数の推進機を備えており、
前記目標制御値算出手段は、前記目標推進力として、左右いずれか一方の側の前記推進機に対する第１の目標推進力を算出するようになっており、
前記推進機の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記船体及び前記推進機の幾何学的情報を取得する幾何学情報取得手段と、
前記第１の目標推進力と、前記目標平行移動角度と、前記操舵角検出手段によって検出された前記操舵角と、前記幾何学情報取得手段によって取得された前記幾何学的情報と、に基づき、前記左右の前記推進機のうち他方の側の推進機に対する第２の目標推進力を算出する目標推進力算出手段と、を備え、
前記推進機自動制御手段は、前記目標平行移動角度、前記第１の目標推進力及び前記第２の目標推進力に基づき、前記推進機の制御を自動的に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の操船支援装置。
【請求項１０】
前記幾何学的情報は、前記船舶後部から当該船舶の瞬間中心までの距離、前記中心線と左舷側及び右舷側にあるそれぞれの前記推進機との距離、及び、これら各距離に関係する数値のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９記載の操船支援装置。
【請求項１１】
船体の平行移動が可能な推進機を備えた船舶の着岸動作を支援する操船支援装置を制御するプログラムであって、
前記船舶の位置を検出する位置検出手段、
前記船舶の着岸位置の情報を記憶する着岸位置情報記憶手段、
前記検出された位置情報及び前記着岸情報記憶手段の記憶内容に基づき、前記船舶が、前記位置検出手段によって検出された位置から前記着岸位置に移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出する目標制御値算出手段、
前記目標制御値算出手段の算出結果に基づき、前記推進機の動作を自動的に制御する推進機自動制御手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴とする操船支援装置制御プログラム。
【請求項１２】
船体の平行移動が可能な推進機を備えた船舶の着岸動作を支援する方法であって、
前記船舶の位置を検出するステップと、
前記船舶の着岸位置の情報を記憶するステップと、
前記検出した位置情報及び前記記憶した着岸位置の情報に基づき、前記船舶が、前記検出された位置から前記着岸位置に移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出するステップと、
前記算出結果に基づき、前記推進機の動作を自動的に制御するステップと、を備えることを特徴とする操船支援方法。
【請求項１３】
船舶の航走を制御する航走制御装置であって、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の操船支援装置を備えたことを特徴とする航走制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の操船動作時の制御に係り、特に、操船者が船舶の着岸時の操船を簡易に行うのに好適な操船支援装置、操船支援方法、操船支援装置制御プログラム及び航走制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶の操船を容易にするための方法として、船体の瞬間中心と複数の推進機の位置、及び、推進力の合成ベクトルの幾何学的関係を利用して、船首方位、又は、回頭速度を一定に保ったまま任意の方向に移動する方法が提案されている。この方法を用いると、例えば初心者には困難な操船が容易に行えるという効果がある。
提案された方法のほとんどは、船尾部に推進機を少なくとも１機備え、船首部や任意の位置にサイドスラスタと呼ばれる小型の推進機を複数取り付け、これらの幾何学的関係を利用して、推進力を適切に調整することによって、船首方位、又は、回頭速度を一定に保ったまま任意の方向に移動する方法である。
【０００３】
しかし、提案された手法を小型船舶に適用する場合は、サイドスラスタによるコストアップ、取り付け位置確保のための形状変更、航走時の抵抗増大による燃費悪化などのデメリットが大きい。
そこで、船尾部に左右２機の推進機を設け、それらの推進力を適切に調整することによって、船首方位、又は回頭速度を一定に保ったまま任意の方向に移動する方法が提案されている。これは船体の瞬間中心と左右の推進機の位置、および推進力の合成ベクトルの幾何学的関係を利用したものであり、上記したサイドスラスタによる方法のデメリットがなく、同様の効果を得ることが可能となる。
【０００４】
例えば、特許文献１では、左右２機の推進機が発生する推進力の合成ベクトルを適切に操作するための機構についての発明が開示されている。
【特許文献１】特許２８１００８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した方法を、例えば小型船舶に応用する場合などに外乱が問題となってくる。つまり、風や波といった動的な外乱により船体が流されるために、操船者は、例えばジョイスティックを用いて真横に移動しようとした場合でも、外乱を考慮に入れながら操船しなければならない。特に、船舶を着岸させる場合などには、動的な外乱を受けている船舶を目的の着岸位置に正確に移動させることは困難である。
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、操船者が船舶の着岸時の操船を簡易に行うのに好適な操船支援装置、操船支援方法、操船支援装置制御プログラム及び航走制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の操船支援装置は、船体の平行移動が可能な推進機を備えた船舶の着岸動作を支援する装置であって、
前記船舶の位置を検出する位置検出手段と、
前記船舶の着岸位置の情報を記憶する着岸位置情報記憶手段と、
前記検出された位置情報及び前記着岸情報記憶手段の記憶内容に基づき、前記船舶が、前記位置検出手段によって検出された位置から前記着岸位置に移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出する目標制御値算出手段と、
前記目標制御値算出手段の算出結果に基づき、前記推進機の動作を自動的に制御する推進機自動制御手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような構成であれば、位置検出手段によって船舶の位置を検出することが可能であり、着岸位置記憶手段によって船舶の着岸位置の情報を記憶することが可能であり、目標制御値算出手段によって、前記検出された位置情報及び前記着岸情報記憶手段の記憶内容に基づき、前記船舶が、前記位置検出手段によって検出された位置から前記着岸位置に移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出することが可能であり、推進機自動制御手段によって前記目標制御値算出手段の算出結果に基づき、前記推進機の動作を自動的に制御することが可能である。
【０００８】
従って、例えば、外乱等によって意図しない方向に船体が流されるような状況下であっても、外乱による位置ずれを補正しながら船体が着岸位置に移動するように目標制御値が算出され推進機が自動制御されるので、操船者は着岸時の船舶の操船を簡易に行うことが可能となる。
ここで、着岸位置は、出港時と同じ着岸位置に着岸する場合は出港時にその着岸位置を記憶すれば良い。但し、目標着岸位置がいつも同じ位置の場合には、その位置を一回だけ記憶すれば良い。また、場所の決まっている複数の目標着岸位置のいずれかに着岸するような場合は、これら複数の着岸位置を事前に記憶しておく（この場合も一回だけ記憶すれば良い）。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１記載の操船支援装置において、前記船舶の着岸姿勢の情報を記憶する着岸姿勢情報記憶手段と、
前記船舶の船首方位を検出する船首方位検出手段と、を備え、
前記目標制御値算出手段は、前記位置情報検出手段によって検出された位置情報と、前記着岸情報記憶手段の記憶内容と、前記着岸姿勢情報記憶手段の記憶内容と、前記船首方位検出手段によって検出された船首方位とに基づき、前記船舶が、前記位置検出手段によって検出される位置から前記着岸位置に前記着岸姿勢の状態で移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出するようになっていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成であれば、着岸姿勢情報記憶手段によって、前記船舶の着岸姿勢の情報を記憶することが可能であり、船首方位検出手段によって前記船舶の船首方位を検出することが可能であり、前記目標制御値算出手段は、前記位置検出手段によって検出された位置情報と、前記着岸情報記憶手段の記憶内容と、前記着岸姿勢情報記憶手段の記憶内容と、前記船首方位検出手段によって検出された船首方位とに基づき、前記船舶が、前記位置検出手段によって検出される位置から前記着岸位置に前記着岸姿勢の状態で移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出することが可能である。
【００１１】
従って、例えば、外乱等によって意図しない方向に船体が流されるような状況下であっても、外乱による位置ずれを補正しながら船体が目的の着岸位置に姿勢情報で定められた姿勢で着岸するように目標制御値が算出され推進機が自動制御されるので、操船者は着岸時の船舶の操船を簡易に行うことが可能となる。
ここで、上記目標平行移動角度は、本発明のように着岸姿勢を考慮した操船制御の場合に、船首方位検出手段によって検出される現在の船舶の船首方位と着岸姿勢とに基づき、船舶が着岸時に当該着岸姿勢の船首方位を向くように算出される。つまり、現在の船舶の船首方位が着岸時の船首方位と正反対の向きを向いている場合は、目標平行移動角度は時計回り又は反時計回りに１８０度となり、船舶は推進機の自動制御により旋回動作を行うことになる。
【００１２】
また、本発明に係る請求項３記載の操船支援装置は、請求項１又は請求項２記載の操船支援装置において、前記位置検出手段によって検出された前記船舶の位置情報と、前記着岸位置情報記憶手段の記憶内容とに基づき前記船舶が前記着岸位置に着岸可能か否かを判断する着岸可否判断手段と、
前記着岸可否判断手段の判断結果に基づく情報を表示する着岸可否情報表示手段と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
このような構成であれば、着岸可否判断手段によって前記位置検出手段によって検出された前記船舶の位置情報と、前記着岸位置情報記憶手段の記憶内容とに基づき前記船舶が前記着岸位置に着岸可能か否かを判断することが可能であり、着岸可否情報表示手段によって前記着岸可否判断手段の判断結果に基づく情報を表示することが可能である。
従って、操船者は、表示された情報を見て、着岸が可能であるか否かを判断することができるので、可能であると判断したときに目標制御値算出手段及び推進機自動制御手段に自動制御を実行させることで、操船支援の安全性を高めると共に、より正確な自動操船を行わせることが可能となる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明は、請求項３記載の操船支援装置において、前記着岸可否判断手段は、前記位置検出手段によって検出された前記船舶の位置情報と、前記着岸位置情報記憶手段の記憶内容とに基づき、前記船舶の現在位置と前記着岸位置との間の距離を算出し、当該算出した距離に基づき前記船舶が前記着岸位置に着岸可能か否かを判断するようになっていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成であれば、前記着岸可否判断手段は、前記位置検出手段によって検出された前記船舶の位置情報と、前記着岸位置情報記憶手段の記憶内容とに基づき、前記船舶の現在位置と前記着岸位置との間の距離を算出し、当該算出した距離に基づき前記船舶が前記着岸位置に着岸可能か否かを判断することが可能である。
従って、操船支援可能な距離を、例えば、着岸位置と現在の船舶の位置との２点間の直線距離から判断することが可能であり、これにより、操船支援を正確に行える距離になってから着岸可能の判断をする等、着岸可否のより正確な判断処理を行うことが可能となる。
【００１６】
また、請求項５に係る発明は、請求項３又は請求項４記載の操船支援装置において、前記着岸位置周辺の地形情報を記憶する地形情報記憶手段を備え、
前記着岸可否判断手段は、前記地形情報記憶手段の記憶内容にも基づき前記船舶が前記着岸位置に着岸可能か否かを判断するようになっていることを特徴としている。
このような構成であれば、地形情報記憶手段によって前記着岸位置周辺の地形情報を記憶することが可能であり、前記着岸可否判断手段は、前記地形情報記憶手段の記憶内容にも基づき前記船舶が前記着岸位置に着岸可能か否かを判断することが可能である。
【００１７】
従って、着岸位置周辺の障害物等の情報に基づき着岸可否の判断が可能となるので、操船支援の安全性をより高め且つより正確な着岸可否の判断処理を行うことが可能となる。
また、請求項６に係る発明は、請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の操船支援装置において、前記位置検出手段によって検出された前記船舶の位置情報と、前記着岸位置情報記憶手段の記憶内容とに基づき、前記船舶の現在位置と前記着岸位置との関係を示す情報を表示する位置関係情報表示手段を備えることを特徴としている。
【００１８】
このような構成であれば、位置関係情報表示手段によって前記位置検出手段によって検出された前記船舶の位置情報と、前記着岸位置情報記憶手段の記憶内容とに基づき、前記船舶の現在位置と前記着岸位置との関係を示す情報を表示することが可能である。
従って、操船者は、表示された位置関係情報を見て、着岸が可能であるか否かを判断することができるので、可能であると判断したときに目標制御値算出手段及び推進機自動制御手段に自動制御を実行させることで、操船支援の安全性を高めると共に、船舶のより正確な自動操船が可能となる。
【００１９】
また、請求項７に係る発明は、請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の操船支援装置において、前記船舶の航走状態を検出する航走状態検出手段と、
前記航走状態検出手段の検出結果に基づく情報を表示する航走情報表示手段と、を備えることを特徴としている。
このような構成であれば、航走状態検出手段によって前記船舶の航走状態を検出することが可能であり、航走情報表示手段によって前記航走状態検出手段の検出結果に基づく情報を表示することが可能である。
【００２０】
従って、操船者は、現在の航走速度等の航走状態の検出結果に基づく情報を見て、船舶を操船支援を行うのに適切な状態にしてから目標制御値算出手段及び推進機自動制御手段に自動制御を実行させることで、操船支援の安全性をより高めると共に、船舶のより正確な自動操船が可能となる。
また、請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の操船支援装置において、前記推進機自動制御手段は、所定の入力情報に基づき前記制御を停止し、前記推進機の制御を他の制御手段による制御に切り替えるようになっていることを特徴としている。
【００２１】
このような構成であれば、前記推進機自動制御手段は、所定の入力情報に基づき前記制御を停止し、前記推進機の制御を他の制御手段による制御に切り替えることが可能である。
従って、操船支援を行っている最中にその航路上に意図しない船舶や障害物があるなどといった危機的状況に陥ったときなどに、ジョイススティックの操作や専用ボタンの押下等により、前記推進機自動制御手段に所定の情報を入力することによって推進機の自動制御を停止させ、例えば、操船者による手動制御や障害物の自動回避制御等の他の制御手段に切り替えて、上記した危機的状況を回避することが可能となる。
【００２２】
また、請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の操船支援装置において、前記船舶は、船体の後部左舷側及び後部右舷側に、それぞれ左右同数の推進機を備えており、
前記目標制御値算出手段は、前記目標推進力として、左右いずれか一方の側の前記推進機に対する第１の目標推進力を算出するようになっており、
前記推進機の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記船体及び前記推進機の幾何学的情報を取得する幾何学情報取得手段と、
前記第１の目標推進力と、前記目標平行移動角度と、前記操舵角検出手段によって検出された前記操舵角と、前記幾何学情報取得手段によって取得された前記幾何学的情報と、に基づき、前記左右の前記推進機のうち他方の側の推進機に対する第２の目標推進力を算出する目標推進力算出手段と、を備え、
前記推進機制御手段は、前記目標平行移動角度、前記第１の目標推進力及び前記第２の目標推進力に基づき、前記推進機の制御を自動的に行うことを特徴としている。
【００２３】
このような構成であれあば、前記船舶は、船体の後部左舷側及び後部右舷側に、それぞれ左右同数の推進機を備えており、前記目標制御値算出手段は、前記目標推進力として、左右いずれか一方の側の前記推進機に対する第１の目標推進力を算出するようになっており、操舵角検出手段によって、前記推進機の操舵角を検出することが可能であり、幾何学情報取得手段によって、前記船体及び前記推進機の幾何学的情報を取得することが可能であり、目標推進力算出手段によって、前記第１の目標推進力と、前記目標平行移動角度と、前記操舵角検出手段によって検出された前記操舵角と、前記幾何学情報取得手段によって取得された前記幾何学的情報と、に基づき、前記左右の前記推進機のうち他方の側の推進機に対する第２の目標推進力を算出することが可能であり、前記推進機制御手段は、前記目標平行移動角度、前記第１の目標推進力及び前記第２の目標推進力に基づき、前記推進機の制御を行うことが可能である。
【００２４】
従って、船体後部の左右いずれか一方の側の各推進機の第１の目標推進力、目標平行移動角度、操舵角及び幾何学的情報から第２の目標推進力を算出し、前記第１及び第２の目標推進力及び前記目標平行移動角度に基づいて推進機の制御を行うようにしたので、船体後部の複数の推進機に対して適切な推進力制御を行うことが可能となる。
これにより、例えば、操船用のジョイスティックの角度とエンジン回転数とが比例関係となり、使用者は、ジョイスティックの角度を変化させることでエンジン回転数が上昇又は下降するといったフィーリングでジョイスティックの操作を行うことが可能となる。但し、この場合は、船体に働く推進力はジョイスティックの角度には比例しない。
【００２５】
ここで、第１の目標推進力の算出を左右どちらの側の推進力に対してするかは、例えば、船舶の進行方向が右半平面ならば右、左半平面ならば左といったように決定する。
また、請求項１０に係る発明は、請求項９記載の操船支援装置において、前記幾何学的情報は、前記船舶後部から当該船舶の瞬間中心までの距離、前記中心線と左舷側及び右舷側にあるそれぞれの前記推進機との距離、及び、これら各距離に関係する数値のうち少なくとも１つを含むことを特徴としている。
【００２６】
つまり、前記船体及び前記推進機の幾何学的情報を考慮して第２の目標推進力を算出するようにしたので、より適切な第２の目標推進力を算出することが可能である。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１１記載の操船支援装置制御プログラムは、船体の平行移動が可能な推進機を備えた船舶の着岸動作を支援する操船支援装置を制御するプログラムであって、
前記船舶の位置を検出する位置検出手段、
前記船舶の着岸位置の情報を記憶する着岸位置情報記憶手段、
前記検出された位置情報及び前記着岸情報記憶手段の記憶内容に基づき、前記船舶が、前記位置検出手段によって検出される位置から前記着岸位置に移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出する目標制御値算出手段、
前記目標制御値算出手段の算出結果に基づき、前記推進機の動作を自動的に制御する推進機自動制御手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴としている。
【００２７】
ここで、本発明は、請求項１記載の操船支援装置に適用可能なプログラムであり、その効果は重複するので記載を省略する。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１２記載の操船支援方法は、船体の平行移動が可能な推進機を備えた船舶の着岸動作を支援する方法であって、
前記船舶の位置を検出するステップと、
前記船舶の着岸位置の情報を記憶するステップと、
前記検出した位置情報及び前記記憶した着岸位置の情報に基づき、前記船舶が、前記検出された位置から前記着岸位置に移動するための前記推進機の目標推進力及び前記船体の目標平行移動角度を算出するステップと、
前記算出結果に基づき、前記推進機の動作を自動的に制御するステップと、を備えることを特徴としている。
【００２８】
ここで、本発明は、請求項１記載の操船支援装置によって実現されるものであり、その効果は重複するので記載を省略する。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１３記載の航走制御装置は、船舶の航走を制御する航走制御装置であって、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の操船支援装置を備えたことを特徴としている。
このような構成であれば、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の操船支援装置を備えているので、上記した請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の操船支援装置の作用効果を有する航走制御装置の実現が可能である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る請求項１記載の操船支援装置によれば、例えば、外乱等によって意図しない方向に船体が流されるような状況下であっても、外乱による位置ずれを補正しながら船体が着岸位置に移動するように目標制御値が算出され推進機が自動制御されるので、操船者は着岸時の船舶の操船を簡易に行うことができるという効果が得られる。
また、請求項２記載の操船支援装置によれば、例えば、外乱等によって意図しない方向に船体が流されるような状況下であっても、外乱による位置ずれを補正しながら船体が目的の着岸位置に姿勢情報で定められた姿勢で着岸するように目標制御値が算出され推進機が自動制御されるので、操船者は着岸時の船舶の操船を簡易に行うことができるという効果が得られる。
【００３０】
また、請求項３記載の操船支援装置によれば、請求項１又は請求項２の前記効果に加え、操船者は、表示された情報を見て、着岸が可能であるか否かを判断することができるので、可能であると判断したときに目標制御値算出手段及び推進機自動制御手段に自動制御を実行させることで、操船支援の安全性を高めると共に、より正確な自動操船を行わせることができるという効果が得られる。
【００３１】
また、請求項４記載の操船支援装置によれば、請求項３の前記効果に加え、操船支援可能な距離を、例えば、着岸位置と現在の船舶の位置との２点間の直線距離から判断することが可能であり、これにより、操船支援を正確に行える距離になってから着岸可能の判断をする等、着岸可否のより正確な判断処理を行うができるという効果が得られる。
また、請求項５記載の操船支援装置によれば、請求項３又は請求項４の前記効果に加え、着岸位置周辺の障害物等の情報に基づき着岸可否の判断が可能となるので、操船支援の安全性をより高め且つより正確な着岸可否の判断処理を行うことができるという効果が得られる。
【００３２】
また、請求項６記載の操船支援装置によれば、請求項３乃至請求項５のいずれか１の前記効果に加え、操船者は、表示された位置関係情報を見て、着岸が可能であるか否かを判断することができるので、可能であると判断したときに目標制御値算出手段及び推進機自動制御手段に自動制御を実行させることで、操船支援の安全性を高めると共に、船舶のより正確な自動操船ができるという効果が得られる。
【００３３】
また、請求項７記載の操船支援装置によれば、請求項３乃至請求項６のいずれか１の前記効果に加え、操船者は、現在の航走速度等の航走状態の検出結果に基づく情報を見て、船舶を操船支援を行うのに適切な状態にしてから目標制御値算出手段及び推進機自動制御手段に自動制御を実行させることで、操船支援の安全性をより高めると共に、船舶のより正確な自動操船ができるという効果が得られる。
【００３４】
また、請求項８記載の操船支援装置によれば、請求項１乃至請求項７のいずれか１の前記効果に加え、操船支援を行っている最中にその航路上に意図しない船舶や障害物があるなどといった危機的状況に陥ったときなどに、ジョイススティックの操作や専用ボタンの押下等により、前記推進機自動制御手段に所定の情報を入力することによって推進機の自動制御を停止させ、例えば、操船者による手動制御や障害物の自動回避制御等の他の制御手段に切り替えて、上記した危機的状況を回避することができるという効果が得られる。
【００３５】
また、請求項９記載の操船支援装置によれば、請求項１乃至請求項８のいずれか１の前記効果に加え、船体後部の左右いずれか一方の側の各推進機の第１の目標推進力、目標平行移動角度、操舵角及び幾何学的情報から第２の目標推進力を算出し、前記第１及び第２の目標推進力及び前記目標平行移動角度に基づいて推進機の制御を行うようにしたので、船体後部の複数の推進機に対して適切な推進力制御を行うことができるという効果が得られる。
【００３６】
また、請求項１０記載の操船支援装置によれば、請求項９の前記効果に加え、前記船体及び前記推進機の幾何学的情報を考慮して第２の目標推進力を算出するようにしたので、より適切な第２の目標推進力を算出することができるという効果が得られる。
ここで、請求項１１記載の操船支援装置制御プログラムは、上記請求項１の操船支援装置を制御するためのプログラムであり、その効果は重複するので記載を省略する。
【００３７】
また、請求項１２記載の操船支援方法は、上記請求項１の操船支援装置等により実現されるものであり、その効果は重複するので記載を省略する。
また、請求項１３記載の航走制御装置は、上記請求項１乃至請求項１０のいずれかの操船支援装置を備えたものであり、その効果は前記請求項１乃至請求項１０のいずれかの効果と重複するので記載を省略する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１〜図１５は、本発明に係る操船支援装置を操船支援制御部として有した推進力制御装置を備える航走制御システムの実施の形態を示す図である。図１は、本発明に係る航走制御システム１の幾何学的関係を示す図である。まず、本発明に係る航走制御システム１の幾何学的関係を図１に基づき説明する。
【００３９】
図１に示すように、航走制御システム１は、左舷船外機２と、右舷船外機３と、推進力制御装置４と、を含んだ構成となっている。
船首及び船尾を通り且つ船体を縦方向に２分する中心線をｘ軸、ｘ軸と直交する船体におけるトランサムの延長線をｙ軸とする。また、船体に設置したＧＰＳの出力する位置を（ｘ，ｙ）とする。
【００４０】
船体の瞬間中心をＧとして、ｙ軸からＧまでの距離をａとする。ｘ軸から左舷船外機２及び右舷船外機３までのそれぞれの距離の絶対値をｂとする。
左舷船外機２の推進力の大きさを表す始点（０，ｂ）のベクトルをＴｌ、右舷船外機３の推進力の大きさを表す始点（０，−ｂ）のベクトルをＴｒとする。
Ｔｌ、Ｔｒとｘ軸のなす角をそれぞれφｌ、φｒとする。このとき、Ｔｌ、Ｔｒの作用線の交点がＧの場合は、φｌ＝−φｒ＝ａｒｃｔａｎ（ａ／ｂ）である。本実施の形態ではφ＝φｌ＝−φｒとする。
【００４１】
Ｔｌ、Ｔｒが平行で無い場合に、それぞれの作用線の交点を作用点とするＴｌ、Ｔｒの合成ベクトルをＴｇとする。
瞬間中心Ｇの運動方向とｘ軸のなす角をθ、瞬間中心の回頭速度をωとする。
以下、本システム１を電子スロットル弁装置、電子シフト装置、および電子ステアリング装置を有する船外機を備えた船舶に適用した場合の具体的な構成を図２〜図５に基づき説明する。図２は、本発明に係る航走制御システムの詳細構成を示すブロック図であり、図３は、電子スロットル制御部４０及び電子シフト制御部４１の詳細な構成を示すブロック図であり、図４は、電子ステアリング制御部４２及び船体パラメータ学習部４３の詳細な構成を示すブロック図であり、図５は、操船支援制御部４４の詳細な構成を示すブロック図である。
【００４２】
図２に示すように、航走制御システム１は、左舷船外機２と、右舷船外機３と、推進力制御装置４と、を含んだ構成となっている。
左舷船外機２は、推進力調整装置として電子スロットル弁装置２ａを備え、且つ、操舵角調整装置として電子ステアリング装置２ｃを備えている。
右舷船外機３は、推進力調整装置として電子スロットル弁装置３ａを備え、且つ、操舵角調整装置として電子ステアリング装置３ｃを備えている。
【００４３】
推進力制御装置４は、電子スロットル弁制御部４０と、電子シフト制御部４１と、電子ステアリング制御部４２と、船体パラメータ学習部４３と、操船支援制御部４４と、を含んだ構成となっている。
更に、図３に示すように、電子スロットル弁制御部４０は、所定の入力情報に基づき目標エンジン回転数を算出する目標エンジン回転数算出モジュール４０ａと、当該算出された目標エンジン回転数に基づき電子スロットル弁開度を算出する電子スロットル弁開度算出モジュール４０ｂと、を含んだ構成となっている。
【００４４】
目標エンジン回転数算出モジュール４０ａは、例えば、上記所定の入力情報として、φ、θｔ、｜Ｔｇ＿ｔ｜を入力として左舷船外機２の目標推進力Ｔｌ＿ｔ、右舷船外機３の目標推進力Ｔｒ＿ｔを出力するマップと、当該出力された目標推進力Ｔｌ＿ｔ及びＴｒ＿ｔを入力として、左舷船外機２の目標エンジン回転数Ｎｌ＿ｔ及び右舷船外機３の目標エンジン回転数Ｎｒ＿ｔを出力するテーブルと、から構成されている。
【００４５】
電子スロットル弁開度算出モジュール４０ｂは、本実施の形態において、ＰＩ制御系として構成されており、エンジン回転数偏差（現在の左舷船外機２の、エンジン回転数Ｎｌと目標エンジン回転数Ｎｌ＿ｔとの差、及び、現在の右舷船外機３の、エンジン回転数Ｎｒと目標エンジン回転数Ｎｒ＿ｔとの差）と、エンジン回転数偏差の積分値と、を入力として電子スロットル弁開度を出力するものである。
【００４６】
電子シフト制御部４１は、所定の入力情報に基づき電子シフト位置を算出する電子シフト位置算出モジュール４１ａを含んだ構成となっている。
電子シフト位置算出モジュール４１ａは、本実施の形態において、ルールテーブルとして構成されており、目標エンジン回転数Ｎｌ＿ｔ及びＮｒ＿ｔの符号や入力装置の入力情報などの条件に応じて電子シフト位置（前進、ニュートラル、後進）を出力するものである。
【００４７】
更に、図４に示すように、電子ステアリング制御部４２は、所定の入力情報に基づき電子ステアリング角度を算出する電子ステアリング角度算出モジュール４２ａを含んだ構成となっている。
電子ステアリング角度算出モジュール４２ａは、本実施の形態において、ＰＩ制御系として構成されており、角速度偏差（現在の船体の、角速度ωと目標角速度ωｔとの差）と、角速度偏差の積分値と、を入力として電子ステアリング角度偏差Δφを算出し、この算出結果に船体の幾何学的関係を表した数式より算出される電子ステアリング角度φｇを加えて目標電子ステアリング角度φｔとして出力するものである。
【００４８】
船体パラメータ学習部４３は、所定の入力情報に基づき船体パラメータを推定する船体パラメータ推定モジュール４３ａと、事前に計測された船体パラメータ及び推定された船体パラメータを記憶する記憶媒体４３ｂと、を含んだ構成となっている。
船体パラメータ推定モジュール４３ａは、本実施の形態において、船体の幾何学的関係を表した数式として構成されており、φを入力としてａを推定するものである。
【００４９】
記憶媒体４３ｂは、事前に計測された上記ｙ軸からＧまでの距離ａと、上記ｘ軸から左舷船外機２及び右舷船外機３までのそれぞれの距離の絶対値ｂと、上記推定されたａとを記憶し、必要に応じてこれらを出力するものである。
更に、図５に示すように、操船支援制御部４４は、ＧＰＳ４４ａと、記憶媒体４４ｂと、着岸検出装置４４ｃと、目標制御値算出モジュール４４ｄと、着岸可否判断部４４ｅと、情報表示部４４ｆと、を含んだ構成となっている。
【００５０】
ＧＰＳ４４ａは、公知のＧＰＳと同様にＧＰＳ衛星との通信によって船舶の位置情報を取得するものである。
記憶媒体４４ｂは、着岸位置の情報、着岸時の船首方位情報、着岸位置周辺の地形情報、ＧＰＳ４４ａによって取得された船舶の位置情報、着岸可否を判断するための距離情報等の着岸時の操船制御に必要な情報を記憶するものである。
【００５１】
着岸検出装置４４ｃは、圧力センサによって船体の側面が岸に接したことを検出するものである。ここで、本実施の形態においては圧力センサを用いているが、光や超音波を利用した距離センサ等の他のセンサを用いても良いし、センサに限らず岸に接したことが解るものならどのような方法を用いても良い。
目標制御値算出モジュール４４ｄは、目標着岸位置の位置情報及び船首方位情報と、現在の船舶の位置情報とに基づき、目標着岸位置に所望の着岸姿勢（所望の船首方位を向いた状態）で着岸できるように、左舷船外機２及び右舷船外機３に対する目標推進力｜Ｔｇ＿ｔ｜及び目標平行移動角度θｔを算出するものである。
【００５２】
着岸可否判断部４４ｅは、記憶媒体４４ｂから、現在の船舶の位置情報、着岸可否を判断するための距離情報、着岸位置周辺の地形情報を読み出して、これらの情報に基づき船舶が現在着岸可能か否かを判断するものである。
情報表示部４４ｆは、現在の船舶のいる位置と目標着岸位置との位置関係の解る地図情報を表示し、速度センサやヨーレートセンサ等の各種センサからの出力情報に基づき、船舶の航走速度、回頭速度等を表示し、更に、着岸可否判断部４４ｅの判断結果の情報を表示する機能を有したものである。ここで、これらの表示内容は、船舶に予め備え付けの表示部に表示しても良いし、専用の表示部を取り付けてそこに表示しても良い。
【００５３】
次に、図６及び図７に基づき、操船支援制御部４４の制御による本システム１の着岸時の具体的な操船支援動作を説明する。図６は、着岸可否の判断時の船舶と目標着岸位置とその周辺の地形との関係を示す図であり、図７（ａ）は、着岸不可能なときの表示部への情報表示の一例を示す図であり、（ｂ）は、着岸可能なときの表示部への情報表示の一例を示す図である。
【００５４】
まず、使用者はａとｂとを事前に計測し、記憶媒体４３ｂに記憶する。これは、船体と上記左舷船外機２及び右舷船外機３のそれぞれの取り付け位置が決まった時点で１度実施すればよい。ここで、本実施の形態において、目標推進力｜Ｔｇ＿ｔ｜は、操船支援制御部４４にて算出された値を使用するが、使用者が所望の目標推進力を要求する場合は、専用の入力装置、例えばジョイスティックやダイヤルなどを使用しても良いし、キーボードから数値を入力するようにして、その倍率を変更しても良い。また、本実施の形態において、船体が目的の船首方位を向いた後は、目標回頭速度ωｔは、ωｔ＝０で常に固定とする。
【００５５】
次に、目標着岸位置を記憶媒体４４ｂに記憶する。ここで、目標着岸位置は、出港時と同じ着岸位置に着岸する場合は出港時にその着岸位置を記憶すれば良い。但し、目標着岸位置がいつも同じ位置の場合には、その位置を一回だけ記憶すれば良い。また、場所の決まっている複数の目標着岸位置のいずれかに着岸するような場合は、これら複数の目標着岸位置を事前に記憶する（この場合も一回だけ記憶すれば良い）。また、本実施の形態においては、上記着岸位置に加え、着岸時の船首方位の情報及び着岸位置周辺の地形情報も記憶する。
【００５６】
そして、船舶が出航し、その後目標着岸位置に向うときは、使用者は目標着岸位置のある岸に向かって通常の操船を行う。本実施の形態においては、船舶が目標着岸位置から距離ｒを半径とした円によって示される領域に近づくと、船体の現在位置と目標着岸位置との地図情報を表示する。地図情報としては、目標着岸位置とその周辺の地形情報を表示する。更に、この地図情報上には、ＧＰＳ４４ａによって取得される現在の船舶の位置情報と、各種センサによって検出される速度情報（ｖ［ｋｎｏｔ］）及び角速度情報（ω［ｒａｄ／ｓ］）と、目標着岸位置に着岸できるか否かを示す情報とが表示される。
【００５７】
つまり、着岸可否判断部４４ｅでは、上記領域に近づいた段階で、ＧＰＳ４４ａによって取得される船舶の現在位置と記憶媒体４４ｂに記憶された目標着岸位置及び地形情報とから着岸可否の判断処理が行われる。この判断処理は、まず、現在位置ｐ（ｘ，ｙ）と目標着岸位置ｐ０（ｘ０，ｙ０）との直線距離ｄ（ｐ０，ｐ）を下式（１）に従って算出することから始まる。ここで、ｐ（ｘ，ｙ）、ｐ０（ｘ０，ｙ０）は、ＧＰＳ４４ａの座標系に基づくもので、船舶の現在位置及び目標着岸位置の高さを無視した２次元の座標情報である。
ｄ（ｐ０，ｐ）＝｛（（ｘ０−ｘ）2＋（ｙ０−ｙ）2）｝1/2・・・（１）
更に、着岸可否判断部４４ｅでは、上記式（１）により算出された直線距離ｄ（ｐ０，ｐ）と上記ｒとを比較し、ｄ（ｐ０，ｐ）がｒよりも小さいか（ｄ（ｐ０，ｐ）＜ｒ）否か（ｄ（ｐ０，ｐ）≦ｒ）を判定する。
【００５８】
つまり、着岸可否判断部４４ｅは、図６に示すように、船舶の現在位置がｐ（ｘ３，ｙ３）であるときには、ｄ（ｐ０，ｐ）＜ｒとなるので着岸が不可能であると判断する。
一方、ｄ（ｐ０，ｐ）≦ｒであったときは、更に、地形情報に基づき船舶の現在位置と目標着岸位置との直線上に障害物があるか否かを判定する。例えば、着岸可否判断部４４ｅは、ｄ（ｐ０，ｐ）≦ｒ且つ障害物無しのとき（図６中のｐ（ｘ１，ｙ１）に着岸可能であると判断し、直線上に障害物があったとき（図６中のｐ（ｘ２，ｙ２））に着岸不可能と判断する。なお、単純に直線上の障害物の有無だけで着岸可否を判断するのは危険であるので、直線に幅を持たせる等の工夫が必要である。
【００５９】
更に、図７に基づき、情報表示部４４ｆによる情報表示について説明する。
情報表示部４４ｆは、着岸可否判断部４４ｅによって、目標着岸位置への着岸が不可能であると判断された場合に、図７（ａ）に示すように、目標着岸位置と現在の船舶との位置関係と、目標着岸位置周辺の地形情報とを表示部に表示する。更に、画面内上部には、着岸が不可能であることを示すメッセージを表示し、画面内左上には現在の船舶の速度及び角速度を表示する。
【００６０】
一方、着岸可否判断部４４ｅによって、目標着岸位置への着岸が可能であると判断された場合に、図７（ｂ）に示すように、目標着岸位置と現在の船舶との位置関係と、目標着岸位置周辺の地形情報とを表示部に表示する。更に、画面内上部には、着岸が可能であることを示すメッセージを表示し、画面内左上には現在の船舶の速度及び角速度を表示する。この場合は、着岸が可能であるので、着岸支援を開始するための開始ボタンの押下を促すメッセージも表示する。ここで、開始ボタンとは、このボタンを押すことで操船支援制御部４４が着岸支援を開始するものである。
【００６１】
更に、操船支援制御部４４による着岸支援制御について説明する。ここで、図８は、船舶がｘ軸方向へ移動中に外乱が加わり、ｙ軸方向に位置ずれが生じた一例を示す図である。
使用者により開始ボタンが押下され、着岸支援が開始されると、現在の位置情報（ｘ，ｙ）と目標着岸位置とに基づき自動操船制御が行われる。但し、説明の便宜上、自動操船制御により入力される移動方向としては前後および左右方向の４方向に限定する。ここで、船舶の移動状態は以下に示す３つの状態が存在する。
・移動方向の入力がない場合：位置（ｘ、ｙ）が変化しないように制御を行う。
・ｘ軸方向の入力があった場合：位置（ｘ、ｙ）のｘのみが変化し、ｙは変化しないように制御を行う。
・ｙ軸方向の入力があった場合：位置（ｘ、ｙ）のｙのみが変化し、ｘは変化しないように制御を行う。
【００６２】
目標制御値算出モジュール４４ｄにおいては、まず、船舶の船首方位（図２に示すジャイロコンパスにより取得）と記憶媒体４４ｂに記憶された目標着岸位置に対応する着岸時の船首方位の情報とに基づき、船舶の船首を着岸時の船首方位と一致させるための回頭動作を行う。
更に、上記回頭動作の後に目標着岸位置への平行移動を行うことになるが、例えば、図８に示すように、ｘ軸方向へ移動中に外乱が加わり、船舶の位置がｙ軸方向に変化した場合は、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、この外乱による位置ずれをキャンセルするために目標推進力｜Ｔｇ＿ｔ｜及び目標平行移動角度θｔが、以下に示す式（２）〜（５）に従って算出される。
【００６３】
ここで、本来進みたいｘ軸方向への推進力ベクトルをＴｇ＿ｘとし、ｙ軸方向への推進力ベクトルをＴｇ＿ｙとする。
Ｔｇ＿ｘの向きを十字ボタンによる入力の向き、ｙ軸からの偏差をΔｙとしてそのときのＴｇ＿ｙの向きをΔｙの符号の逆向きとし、更にフィードバックゲインをｋｙとする。
｜Ｔｇ＿ｘ｜＝ｃｏｎｓｔ・・・（２）
｜Ｔｇ＿ｙ｜＝ｋｐ・｜Δｙ｜・・・（３）
｜Ｔｇ＿t｜ ＝｜Ｔｇ＿ｘ＋Ｔｇ＿ｙ｜・・・（４）
θｔ＝ａｒｃｃｏｓ（＜Ｔｇ＿ｘ、Ｔｇ＿ｙ＞／（｜Ｔｇ＿ｘ｜・｜Ｔｇ＿ｙ｜ ））・・・（５）
ここで、ｃｏｎｓｔは、予め定められた値であり、記号＜＞は、例えば＜ａ、ｂ＞であれば、ベクトルａ、ｂの内積をあらわす。
【００６４】
つまり、上記算出された目標推進力｜Ｔｇ＿ｔ｜及び目標平行移動角度θｔに従い、電子スロットル制御部４０、電子シフト制御部４１及び電子ステアリング制御部４２を制御することで位置ずれを補正しながら目標着岸位置へと船舶を移動させることが可能である。
更に、図９に基づき、操船支援制御部４４の動作処理の流れを説明する。図９は、操船支援制御部４４の動作処理を示すフローチャートである。
【００６５】
図９に示すように、まずステップＳ６００に移行し、着信可否判断部４４ｅにおいて、ＧＰＳ４４ａからの船舶の現在位置の情報を取得したか否かを判定し、取得したと判定された場合(Yes)はステップＳ６０２に移行し、そうでない場合(No)は取得するまで待機する。
ステップＳ６０２に移行した場合は、着岸可否判断部４４ｅにおいて、現在の船舶の位置ｐ（ｘ，ｙ）及び記憶媒体４４ｂに記憶された目標着岸位置ｐ０（ｘ０，ｙ０）とから上記式（１）に従い直線距離ｄ（ｐ，ｐ０）を算出してステップＳ６０４に移行する。
【００６６】
ステップＳ６０４では、着岸可否判断部４４ｅにおいて、上記算出された直線距離ｄ（ｐ，ｐ０）が予め設定されたｒ以下か否かを判定し、この判定結果と記憶媒体４４ｂに記憶された地形情報とに基づき、目標着岸位置への着岸が可能か否かを判断してステップＳ６０６に移行する。
ステップＳ６０６では、着岸可否判断部４４ｅにおいて、上記判断結果に基づき、着岸可能か否かを判定し、着岸可能であると判定された場合(Yes)はステップＳ６０８に移行し、そうでない場合(No)はステップＳ６２６に移行する。
【００６７】
ステップＳ６０８に移行した場合は、情報表示部４４ｆにおいて、表示部に着信可能であることを示すメッセージ及び着岸支援の開始ボタンの押下を促すメッセージを表示してステップＳ６１０に移行する。
ステップＳ６１０では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、着岸支援の開始ボタンが押下されたか否かを判定し、押下されたと判定された場合(Yes)はステップＳ６１２に移行し、そうでない場合(No)はステップＳ６０８に移行する。
【００６８】
ステップＳ６１２では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、記憶媒体４４ｂから目標着岸位置に対応した着岸時の船首方位情報を読み出し、この船首方位情報とジャイロコンパスによって測定される現在の船舶の船首方位とに基づき、目標角速度ωtを算出してステップＳ６１４に移行する。
ステップＳ６１４では、電子スロットル制御部４０、電子シフト制御部４１及び電子ステアリング制御部４２において、上記算出された目標角速度に基づき船舶の回頭制御を行いステップＳ６１６に移行する。ここで、回頭制御が行われた後の目標角速度は、ωt＝０とする。
【００６９】
ステップＳ６１６では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、目標平行移動角度θtを算出してステップＳ６１８に移行する。
ステップＳ６１８では、電子スロットル制御部４０、電子シフト制御部４１及び電子ステアリング制御部４２において、上記算出された目標平行移動角度に基づき船舶の平行移動制御を行いステップＳ６２０に移行する。
【００７０】
ステップＳ６２０では、操船支援制御部４４において、使用者の手動操作による入力があるか否かを判定し、入力があると判定された場合(Yes)はステップＳ６２２に移行し、そうでない場合(No)はステップＳ６２４に移行する。
ステップＳ６２２に移行した場合は、操船支援制御部４４において、当該操船支援制御部４４における着岸支援制御を、使用者の手動操作に対する通常の操船制御に切り替えて処理を終了する。
【００７１】
一方、ステップＳ６２４に移行した場合は、操船支援制御部４４において、船舶が目標着岸位置に到達したか否かを判定し、到達したと判定された場合(Yes)は処理を終了し、そうでない場合(No)はステップＳ６１６に移行する。
また、ステップＳ６２６に移行した場合は、情報表示部４４ｆにおいて、表示部に目標着岸位置への着岸が不可能であることを示すメッセージを表示してステップＳ６００に移行する。
【００７２】
更に、図１０に基づき、操船支援制御部４４による移動制御の具体的な動作処理の流れを説明する。図１０は、操船支援制御部４４の具体的な動作処理を示すフローチャートである。
図１０に示すように、まずステップＳ１００に移行し、使用者が開始ボタンを押したことを知ると、ＧＰＳ４４ａの出力する船体の位置（ｘ、ｙ）を記憶装置４４ｂに記憶してステップＳ１０２に移行する。
【００７３】
ステップＳ１０２では、移動方向状態を判定し、移動方向の入力のない場合（０）はステップＳ１０４に移行し、ｘ軸方向の入力がある場合（ｘ）はステップＳ１０８に移行し、ｙ軸方向の入力がある場合（ｙ）はステップＳ１１２に移行する。
ステップＳ１０４では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、ＧＰＳ４４ａから出力される現在の船体位置（ｘ’、ｙ’）と記憶媒体４４ｂに記憶された（ｘ、ｙ）から位置偏差Δｘ、Δｙを以下に示す式（６）及び（７）に従って算出してステップＳ１０６に移行する。
【００７４】
Δｘ＝ｘ’−ｘ・・・（６）
Δｙ＝ｙ’−ｙ・・・（７）
ステップＳ１０６では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、ｘ軸方向への推進力ベクトルをＴｇ＿ｘ、ｙ軸方向への推進力ベクトルをＴｇ＿ｙとして、そのときのベクトルの大きさを、以下に示す式（８）及び（９）に従って算出してステップＳ１１６に移行する。
｜Ｔｇ＿ｘ｜＝ｋｘ・｜Δｘ｜・・・（８）
｜Ｔｇ＿ｙ｜＝ｋｙ・｜Δｙ｜・・・（９）
【００７５】
ステップＳ１０８では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、ＧＰＳ４４ａから出力される船体位置（ｘ’、ｙ’）と記憶媒体４４ｃに記憶された（ｘ、ｙ）から位置偏差Δｘを、上記式（６）に従ってステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ１１０では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、ｘ軸方向への推進力ベクトルをＴｇ＿ｘ、ｙ軸方向への推進力ベクトルをＴｇ＿ｙとして、そのときのベクトルの大きさを、上記式（８）及び以下に示す式（１０）に従って算出してステップＳ１１６に移行する。
｜Ｔｇ＿ｙ｜＝ｃｏｎｓｔ・・・（１０）
【００７６】
ステップＳ１１２では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、ＧＰＳ４４ａから出力される船体位置（ｘ’、ｙ’）と記憶媒体４４ｃに記憶された（ｘ、ｙ）から位置偏差Δｙを、上記式（７）に従って算出してステップＳ１１４に移行する。
ステップＳ１１４では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、ｘ軸方向への推進力ベクトルをＴｇ＿ｘ、ｙ軸方向への推進力ベクトルをＴｇ＿ｙとして、そのときのベクトルの大きさを、上記式（２）及び（３）に従って算出してステップＳ１１６に移行する。
ステップＳ１１６では、目標制御値算出モジュール４４ｄにおいて、最終的に船体に加える目標推進力ベクトルをＴｇ＿tとして、そのときのベクトルの大きさと平行移動する角度を、上記式（４）及び（５）に従って算出してＳ１１８に移行する。
【００７７】
ステップＳ１１８では、使用者により着岸支援制御の終了を要求されたか否かを判定し、要求されていない場合（No）はステップＳ１０２に移行し、終了した場合（Yes）は左舷船外機２及び右舷船外機３を停止して処理を終了する。
上記の手順に従って、｜Ｔｇ＿ｔ｜ 、θｔ、ωｔが設定されるので、この各目標値に従い目標電子スロットル弁開度、目標電子シフト位置、および目標電子ステアリング角度が算出されることになる。
【００７８】
このようにして、目標電子スロットル弁開度、目標電子シフト位置及び目標電子ステアリング角度が算出されると、電子スロットル弁装置２ａ及び３ａは、算出された目標電子スロットル弁開度に一致するように制御され、目標電子シフト装置２ｂ及び３ｂは、算出された目標電子シフト位置に一致するように制御され、電子ステアリング装置２ｃ及び３ｃは、算出された目標電子ステアリング角度に一致するように制御される。
【００７９】
また、本実施の形態において、推進力制御装置４は、船体と左舷船外機２との傾斜角度と船体と右舷船外機３との傾斜角度とを任意の角度に調整する機能を有しており、船舶の推進力制御を行う前に、船体と左舷船外機２との傾斜角度と船体と右舷船外機３との傾斜角度とが、同じ角度となるように調整する。
更に、本システム１における目標エンジン回転数設定の具体的なアルゴリズムについて述べる。
【００８０】
目標推進力｜Ｔｇ＿ｔ｜は、最終的に船体に加えたい推進力であり、この大きさは船舶全体の質量、および生じさせたい加速力により決定される。
右舷船外機３の推進力ベクトルＴｒの大きさが、左舷船外機２の推進力ベクトルの大きさ｜Ｔｌ｜の定数倍、すなわち、下記の式（１１）で表せるとする。
｜Ｔｒ｜＝ｋ｜Ｔｌ｜・・・・・・（１１）
上記式（１１）の定数ｋを下式（１２）及び（１３）で定める。
ｋ＝（ｔａｎφ−ｔａｎθｔ）／（ｔａｎφ＋ｔａｎθｔ）・・・・・・（１２）
φ＝ａｒｃｔａｎ（ｂ／ａ）・・・・・・（１３）
【００８１】
また、Ｔｌ＋Ｔｒのｘ方向成分及びｙ方向成分を、それぞれｔｘ及びｔｙとおくと、ｔｘ及びｔｙは、下式（１４）及び（１５）で表せる。
ｔｘ＝｜Ｔｌ｜ｃｏｓφ＋｜Ｔｒ｜ｃｏｓφ・・・・・・（１４）
ｔｙ＝｜Ｔｌ｜ｓｉｎφ−｜Ｔｒ｜ｓｉｎφ・・・・・・（１５）
一方で、ｔｘ、ｔｙをＴｇ＿ｔ、θｔで表すと、下式（１６）及び（１７）で表せる。
ｔｘ＝｜Ｔｇ＿ｔ｜ｃｏｓθｔ・・・・・・（１６）
ｔｙ＝｜Ｔｇ＿ｔ｜ｓｉｎθｔ・・・・・・（１７）
【００８２】
更に、上記式（１１）〜（１７）より、｜Ｔｌ｜は下式（１８）で表すことが出来る。
｜Ｔｌ｜＝｜Ｔｇ＿ｔ｜（ｃｏｓθｔ＋ｓｉｎθｔ）／｛（１＋ｋ）ｃｏｓφ＋（１−ｋ）ｓｉｎφ｝・・・・・・（１８）
上記式（１１）〜（１３）及び上記式（１８）より、船体パラメータａ及びｂを持つ船舶において、目標推進力｜Ｔｇ＿ｔ｜ 、目標並行移動角度θｔを実現するための、左舷船外機２及び右舷船外機３の目標推進力｜Ｔｌ＿ｔ｜及び｜Ｔｒ＿ｔ｜がそれぞれ算出される。
【００８３】
ただし、上記式（１７）は、θｔ＝−４５°、１３５°のときに（０／０）となり計算できなくなるので、本実施の形態においては、０°から１８０°まで、１０°刻みに算出したものをマップとして保持し、制御に用いる。
また、船外機の場合、推進力を直接制御することは困難であるので、本実施の形態においては、目標エンジン回転数算出モジュール４０ａにおいて、目標推進力を目標エンジン回転数に変換する。具体的には、推進力とエンジン回転数のテーブルを備え、目標推進力を入力としてこれに相当するエンジン回転数を目標エンジン回転数として出力する。
【００８４】
更に、図１１に基づき、推進力制御装置４の推進力演算処理の流れを説明する。図１１は、推進力制御装置４の推進力演算処理を示すフローチャートである。
図１１に示すように、まずステップＳ２００に移行し、推進力制御装置４は、目標推進力｜Ｔｇ＿ｔ｜及び目標並行移動角度θｔを取得するとステップＳ２０２に移行する。
ステップＳ２０２では、電子スロットル制御部４０において、目標エンジン回転数算出モジュール４０ａの目標制御値算出モジュールに上記｜Ｔｇ＿ｔ｜及びθｔを入力し、左舷及び右舷船外機２及び３の目標推進力｜Ｔｌ｜及び｜Ｔｒ｜を出力してステップＳ２０４に移行する。
【００８５】
ステップＳ２０４では、電子スロットル制御部４０において、目標エンジン回転数算出モジュール４０ａの推進力−回転数変換テーブルに上記｜Ｔｌ｜及び｜Ｔｒ｜を入力し、目標エンジン回転数算出モジュール４０ａにおいて、目標エンジン回転数Ｎｌ＿ｔ及びＮｒ＿ｔを出力してステップＳ２０６に移行する。
ステップＳ２０６では、電子スロットル制御部４０において、上記Ｎｌ＿ｔ及びＮｒ＿ｔと現在のエンジン回転数Ｎｌ及びＮｒを、目標電子スロットル弁開度算出モジュール４０ｂに入力し、目標電子スロットル弁開度算出モジュール４０ｂにおいて、目標電子スロットル弁開度を算出してステップＳ２０８に移行する。
【００８６】
ステップＳ２０８では、電子スロットル弁装置２ａ及び３ａは、上記算出された目標電子スロットル弁開度に一致するように各電子スロットル弁の開閉制御を行いステップＳ２１０に移行する。
ステップＳ２１０では、推進力制御装置４において、電子スロットル弁装置２ａ及び３ａによる制御が終了したか否かを判定し、終了していないと判定された場合（No）はステップＳ２００に移行し、そうでない場合（Yes）は処理を終了する。
【００８７】
更に、本実施の形態においては、上記アルゴリズムにより算出された目標エンジン回転数が、内燃機関で可能な下限回転数を下回る場合が発生する。すなわち、通常の船外機においては制御不能な回転数が目標エンジン回転数として出力された場合は、通常の電子スロットル弁制御では追従させることが不可能なために、所望の目標推進力Ｔｇ＿ｔ、目標並行移動角度θｔを実現できない領域が存在することとなる。
【００８８】
そのため、本実施の形態における、左舷及び右舷船外機２及び３は、電子シフト装置２ｂ及び３ｂを備えており、推進力制御装置４は、目標電子シフト位置算出モジュール４１ａを有する電子シフト制御部４１を備えている。そして、所望の推進力を実現するために、これら、電子シフト装置２ｂ、３ｂ及び電子シフト制御部４１による推進力の出力／停止の周期的な制御を行う。つまり、電子シフト装置２ｂ、３ｂ及び電子シフト制御部４１によって、図示しないトランスミッションの変速シフト位置及びシフト位置の維持時間（後述するシフトイン時間及びニュートラル時間）を制御することで、制御可能なエンジン回転数により所望の推進力を得る。以下、これを実現するアルゴリズムをＰＷＭ制御と呼ぶ。
【００８９】
更に、ＰＷＭ制御の具体的なアルゴリズムを以下に述べる。
まず、目標エンジン回転数算出モジュール４０ａが予め設定された下限値、例えば、具体的には目標エンジン回転数Ｎｘ［ｒｐｍ］の絶対値｜Ｎｘ｜がアイドリング回転数７００ｒｐｍを下回る値を出力した場合は、目標エンジン回転数算出モジュール４０ａは、予め設定された所定の目標エンジン回転数、例えば、具体的には７００ｒｐｍを出力し、目標電子シフト位置算出モジュールは、ＰＷＭ周期Ｓ、デューティ比（Ｎｘ／７００）として、下式（１８）により表されるシフトイン時間Ｓ＿ｉｎ及びニュートラル時間（Ｓ−Ｓ＿ｉｎ）となるように電子シフト位置を出力する。ここで、シフトイン時間Ｓ＿ｉｎは、シフト・レバーをニュートラルでは無い状態となるシフト位置に切り替えるときにその位置を維持する時間である。また、ニュートラル時間とは、エンジンからトランスミッションへの動力伝達を遮断した状態となるシフト位置の維持時間のことである。
Ｓ＿ｉｎ＝Ｓ*（ｘ／７００）・・・・・・（１９）
このとき、Ｎｘの符号が正ならばシフトイン位置は前進、負ならば後進である。
【００９０】
つまり、出力されたシフトイン時間だけシフト位置を前進又は後進位置にし、シフトイン時間経過後、ニュートラル時間だけシフト位置をニュートラル位置にする。これを周期的に行うことにより所望の推進力を得る。
更に、図１２に基づき、推進力制御装置４のＰＷＭ制御処理の流れを説明する。図１２は、推進力制御装置４のＰＷＭ制御処理を示すフローチャートである。
【００９１】
図１２に示すように、まずステップＳ３００に移行し、電子スロットル制御部４０の目標エンジン回転数算出モジュール４０ａにおいて、目標エンジン回転数Ｎｌ＿ｔ及びＮｒ＿ｔを算出してステップＳ３０２に移行する。
ステップＳ３０２では、目標エンジン回転数算出モジュール４０ａにおいて、上記算出されたＮｌ＿ｔ及びＮｒ＿ｔが、予め設定された下限回転数Ｎα未満か否かを判定し、Ｎｌ＿ｔ及びＮｒ＿ｔがＮα以上であると判定されたの場合（No）はステップＳ３１０に移行し、Ｎｌ＿ｔ及びＮｒ＿ｔの少なくとも一方がＮα未満であると判定された場合（Yes）はステップＳ３０４に移行する。
【００９２】
ステップＳ３０４に移行した場合は、目標エンジン回転数算出モジュール４０ａにおいて、上記判定後のＮｌ＿ｔ及びＮｒ＿ｔのうちＮα未満のものは、元の目標エンジン回転数の値をＮｘとして保存し、代わりに目標エンジン回転数Ｎαを出力してステップＳ３０６に移行する。
ステップＳ３０６では、目標エンジン回転数算出モジュール４０ａは、上記保存したＮｘを電子シフト制御部４１に入力し、電子シフト制御部４１において、目標エンジン回転数がＮα未満であったものに対して、シフトイン時間Ｓｉｎ＿ｉ（ｉ＝ｒ，ｌ）をＰＷＭ周期Ｓ、Ｎｘ、Ｎαによって表される下式（２０）に従って算出してステップＳ３０８に移行する。
Ｓｉｎ＿ｉ＝Ｓ×（Ｎｘ／Ｎα）・・・・・・（２０）
【００９３】
ステップＳ３０８では、電子シフト装置２ｂ及び３ｂにおいて、Ｎｘの符号が正なら前進、負なら後進として、ＰＷＭ周期Ｓ、シフトイン時間Ｓｉｎ＿ｉ、ニュートラル時間（Ｓ−Ｓｉｎ＿ｉ）となるようにシフト位置の制御を行いステップＳ３１０に移行する。
ここで、図１３（ａ）に示すように、左右の推進機が同時にＰＷＭ制御を実施する場合は、図１３（ｂ）に示すように、シフトインのタイミングを同期させることで、乗り心地を改善することが出来る。
一方、Ｎｉ＿ｔがＮα以上でありステップＳ３１０に移行した場合は、シフト位置の制御が終了したか否かを判定し、終了していない場合（No）はステップＳ３００に移行し、終了した場合（Yes）は処理を終了する。
【００９４】
更に、本実施の形態においては、ＰＷＭ制御を行っているときに、推進力制御装置４において、エンジンの停止状態及び運転状態を判定し、左舷船外機２及び右舷船外機３のいずれか一方でもエンジンが停止状態であると判定された場合は、左舷船外機２及び右舷船外機３のトランスミッションのシフト位置をニュートラル状態となる位置に切り替えて、ＰＷＭ制御を中断する。
そして、停止しているエンジンの始動処理を行い、推進力制御装置４において、エンジンが運転状態となったと判定されたときに、中断されたＰＷＭ制御を再開するようになっている。
【００９５】
次に、船体パラメータ学習部４３の動作について説明する。
本実施の形態において、電子ステアリング制御部４２は、回頭角速度ω＝０［ｒａｄ／ｓ］となるように電子ステアリングを制御するとき、船体の幾何学的関係を用いてａを学習する。つまり、定常状態で回頭角速度ω＝０のとき、Ｔｌ、Ｔｒの作用線の交点は瞬間中心と一致し、φ＝ｃｏｎｓｔとなると、ａは、下式（２１）のように表すことができるという基本原理を利用する。
ａ＝ｂ／ｔａｎφ・・・・・・（２１）
事前に計測したａが外乱によって変化した場合においても、上記基本原理に従えば正確なａを得ることが可能となり、これを制御に用いることにより正確な制御を行うことが可能となる。更に、こうして得られたａが記憶媒体４３ｂに記憶されることで、次回以降の制御を精度良く行うことが出来る。
【００９６】
ここで、ａを推定し、制御に用いる場合には幾つかのパターンが考えられるが、ここでは、以下の１〜４に示す４つのパターンについて説明をする。
１．過渡状態時からφを用いてａを推定し、速やかに制御に用いる。
この場合、初期のφは不正確であるので、速やかに制御に用いると正確な出力が得られない恐れがある。例えば、φが過渡状態で振動的に変化した場合は、ａも振動的となり、結果として推進力も振動的になって、過渡状態での制御性や乗り心地が悪化する可能性がある。しかし、その一方で、定常状態になると同時に正確なａが得られるので、もっとも速く正確なａを推定できるという利点もある。
【００９７】
２．過渡状態時からφを用いてａを推定し、緩やかに制御に用いる。
つまり、制御に用いるａが、推定されるａに次第に近づいていくようにする。この場合、初期のａは不正確であるが次第に正確なａに近づいていくので、例えばφが過渡状態で振動的に変化した場合でも推進力は振動的にならないので、過渡状態での制御性や乗り心地は悪化しないという利点がある。ただし、制御に用いるａが正確なａと一致するまでには上記１．よりも若干時間がかかる。
実現するための方法としては、フィルタや逐次修正などが挙げられる。
【００９８】
３．定常状態時でのφを用いてａを推定し、速やかに制御に用いる。
つまり、定常状態と判断された後にａを推定する。この場合、初期のａは不正確であるが、定常状態と判断された時点で正確なａが推定できるので、例えば、φが過渡状態で振動的に変化した場合でも推進力は振動的にならないので、過渡状態での制御性や乗り心地は悪化せず、また速く正確なａを推定できるという利点がある。
ただし、制御に用いるａが初期のａから急激に変化するので、この切り替わりの瞬間の制御性や乗り心地が悪化する可能性がある。
実現するための方法としては、例えばφの偏差の絶対値や変化率が閥値以下になったら定常状態と判断することなどが挙げられる。
【００９９】
４．定常状態時でのφを用いてａを推定し、緩やかに制御に用いる。
つまり、定常状態と判断された後にａを推定し、制御に用いるａが、推定されたａに次第に近づいていくようにする。この場合、初期のａは不正確であるが、定常状態と判断された時点で正確なａが推定できるので、例えばφが過渡状態で振動的に変化した場合でも推進力は振動的にならず、また制御に用いるａが初期のａから急激に変化しないので、過渡状態や切り替わりの瞬間での制御性や乗り心地は悪化しないという利点がある。
ただし、制御に用いるａが正確なａと一致するまでには時間がかかる。
実現するための方法としては、上記２．と上記３．とを組み合わせた方法などが挙げられる。
【０１００】
本実施の形態においては、速度と安定性の面から上記２．を用いることとして、その具体的な構成について以下に述べる。ここで、本実施の形態においては、電子ステアリング制御部４２において、ヨーレートセンサによって検出される現在の回頭速度ω及び使用者により設定された目標回頭速度ωｔから、上記φが定常状態か否かを判定する。
【０１０１】
まず、記憶媒体４３ｂには、事前に計測されたａ及びｂが使用者によって入力され、記憶される。そして、制御の初期状態において、実際に制御に用いるａとして出力される。
ここで、船体パラメータ推定モジュール４３ａは、実際に制御に用いるａと、下式（２２）により推定されるａの差Δａを求める演算器と、その差を積分する積分器と、から構成される。
ａ’＝ｂ／ｔａｎφ・・・・・・（２２）
更に、船体パラメータ推定モジュール４３ａにおける積分器の出力ａｓは、記憶媒体４３ｂに記憶されたａに加えられ、新たに、実際に制御に用いるａとして出力される。
【０１０２】
最後に、制御がいったん終了すると、積分器は初期化され、記憶媒体４３ｂには、既に記憶されているａに代えて、最終的に実際に制御に用いたａを新たなａとして記憶する。
更に、図１４に基づき、船体パラメータ学習部４３の動作処理の流れを説明する。図１４は、船体パラメータ学習部４３の動作処理を示すフローチャートである。
図１４に示すように、まずステップＳ４００に移行し、船体パラメータ学習部４３において、使用者が事前に計測した船体パラメータａ及びｂを記憶媒体４３ｂに記憶してステップＳ４０２に移行する。
【０１０３】
ステップＳ４０２では、船体パラメータ学習部４３において、船体パラメータ推定モジュール４３ａの積分器を、初期の積分器出力ａｓ＝０となるように初期値を０に初期化してステップＳ４０４に移行する。
ステップＳ４０４では、船体パラメータ学習部４３において、記憶媒体４３ｂから出力されるａを船体パラメータ推定モジュール４３ａに入力し、船体パラメータ推定モジュール４３ａにおいて積分器の出力ａｓを加えた（ａ＋ａｓ）を算出し、電子スロットル制御部４０、電子ステアリング制御部４２、左舷及び右舷船外機２及び３は、この（ａ＋ａｓ）を用いて平行移動制御、および回頭速度制御を実施してステップＳ４０６に移行する。
【０１０４】
ステップＳ４０６では、電子ステアリングパラメータを船体パラメータ推定モジュール４３ａに入力し、船体パラメータ推定モジュール４３ａにおいて、上記式（１３）に従い実際のａの推定値ａ’を算出してＳ４０８に移行する。
ステップＳ４０８では、船体パラメータ推定モジュール４３ａにおいて、現在制御に使用している（ａ＋ａｓ）と推定値ａ’との差Δａを算出してステップＳ４１０に移行する。
【０１０５】
ステップＳ４１０では、船体パラメータ推定モジュール４３ａにおいて、得られたΔａを積分器に入力してステップＳ４１２に移行する。
ステップＳ４１２では、船体パラメータ学習部４３において、制御が終了したか否かを判定し、終了していないと判定された場合（No）はステップＳ４０４に移行し、終了したと判定された場合（Yes）はステップＳ４１４に移行する。
【０１０６】
ステップＳ４１４では、船体パラメータ学習部４３は、制御終了時の（ａ＋ａｓ）を新たなａとして記憶媒体４３ｂに記憶して処理を終了する。
以上、航走制御システム１は、推進力制御装置４の船体パラメータ学習部４３において、トランサムの延長線であるｙ軸と瞬間中心Ｇまでの距離ａを、上記基本原理に従って推定することが可能であり、当該推定されたａを用いて、左舷船外機２及び右舷船外機３の推進力制御を行うことが可能である。
【０１０７】
また、船体パラメータ学習部４３において、過去に推定されたａを用いて現在のａを推定することが可能である。
更に、着岸検出装置４４ｃを用いた係留制御について説明する。
本実施の形態においては、船体の周囲に設置された着岸検出装置４４ｃが着岸したことを検出すると、推進力制御装置４は着岸した方向に微小な推進力を発生し続けるように制御を行う。こうすることで、船体が着岸地点に押し付けられるので、使用者は容易に乗船、下船を行い、また、その間に係留ロープを結んだり解いたりすることが可能となる。
【０１０８】
従って、例えば、使用者が一人で乗船している場合、従来では、着岸地点のそばで船を停船させて係留を行おうとするときに、風や波といった外乱のある状況では、ロープを持って下船しようとする間に着岸地点から次第に流されてしまうために、場合によっては長距離をジャンプするなど危険な行動を余儀なくされることがあるが、この機能を利用することにより一人でも係留を容易に行うことができる。
【０１０９】
更に、図１５に基づき、操船支援制御部４４による係留制御の動作処理の流れを説明する。図１５は、操船支援制御部４４における係留制御の動作処理を示すフローチャートである。
図１５に示すように、まずステップＳ５００に移行し、離着岸支援制御中に着岸検出装置４４ｃが着岸を検出すると、その設置位置から船体のどの位置で着岸したかを検出し、ステップＳ５０２に移行する。
【０１１０】
ステップＳ５０２では、推進力制御装置４において、着岸位置の方向に船体を押し付けるに十分な推進力を算出してステップＳ５０４に移行する。
ステップＳ５０４では、操船支援制御部４４において、離着岸支援制御の終了を要求されたか否かを判定し、要求されていない場合（No）はステップＳ５０２に移行し、要求された場合（Yes）は左舷船外機２及び右舷船外機３の動作を停止して処理を終了する。
【０１１１】
ここで、上記着岸検出装置４４ｃとしては、船体側面に備え付けられたスイッチや、圧力センサなどを用いたり、電波・超音波などによる測距センサを用いたりすることが可能である。
また、本実施の形態では、主に着岸についての説明を行ったが、離岸についても同様の処理によって行うことが可能である。
【０１１２】
具体的には、例えば、係留状態で係留制御を実施し、係留ロープをはずしてから十字ボタンの操作によって離岸するなどが可能である。
ここで、図２に示す、操船支援制御部４４は、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の操船支援装置に対応し、操船支援制御部４４の算出結果と、電子スロットル制御部４０、電子シフト制御部４１及び電子ステアリング制御部４１とによる推進機の自動制御処理は、請求項１、８、９及び１１のいずれか１項に記載の推進機自動制御手段に対応する。
【０１１３】
図５に示す、ＧＰＳ４４ａは、請求項１、２、３、４、６及び１１のいずれか１項に記載の位置検出手段に対応し、記憶媒体４４ｂは、請求項１、３、４、６及び１１のいずれか１項に記載の着岸位置情報記憶手段、請求項２記載の着岸姿勢情報記憶手段及び請求項５記載の地形情報記憶手段に対応し、操船支援制御部４４の目標制御値算出モジュール４４ｄにおける上記式（２）〜（９）を用いた目標推進力の算出処理及び目標平行移動角度の算出処理は、請求項１、２、９及び１１のいずれか１項に記載の目標制御値算出手段に対応し、着岸可否判断部４４ｅは、請求項３〜５のいずれか１項に記載の着岸可否判断手段に対応し、情報表示部４４ｆは、請求項３記載の着岸可否情報表示手段、請求項６記載の位置関係情報表示手段及び請求項７記載の航走情報表示手段に対応する。
【０１１４】
なお、上記実施の形態においては、船体パラメータ学習部４３において、船体パラメータとして、瞬間中心Ｇの位置に係る、上記したｙ軸とＧまでの距離ａを推定する例を説明したが、これに限らず、推進力制御に係るものであれば別のものを船体パラメータとして推定するようにしても良い。
また、上記実施の形態において、目標着岸位置と現在の船舶の位置との位置関係情報、着岸可否を示す情報及び速度情報等の船舶の航走状態を示す情報をひとつの表示部にまとめて表示する例を説明したが、これに限らず、いずれか１つを別の表示部に表示したり、３つとも別々の表示部に表示したりするなどどのような形態で表示しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明に係る航走制御システムの幾何学的関係を示す図である。
【図２】本発明に係る航走制御システムの詳細構成を示すブロック図である。
【図３】電子スロットル制御部４０及び電子シフト制御部４１の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】電子ステアリング制御部４２及び船体パラメータ学習部４３の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】操船支援制御部４４の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】着岸可否の判断時の船舶と目標着岸位置とその周辺の地形との関係を示す図である。
【図７】（ａ）は、着岸不可能なときの表示部への情報表示の一例を示す図であり、（ｂ）は、着岸可能なときの表示部への情報表示の一例を示す図である。
【図８】船舶がｘ軸方向へ移動中に外乱が加わり、ｙ軸方向に位置ずれが生じた一例を示す図である。
【図９】操船支援制御部４４の動作処理を示すフローチャートである。
【図１０】操船支援制御部４４の移動制御の具体的な動作処理を示すフローチャートである。
【図１１】推進力制御装置４の推進力演算処理を示すフローチャートである。
【図１２】推進力制御装置４のＰＷＭ制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】ＰＷＭ制御における、シフトインのタイミングを示す図である。
【図１４】船体パラメータ学習部４３の動作処理を示すフローチャートである。
【図１５】操船支援制御部４４における係留制御の動作処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
１                航走制御システム
２                左舷船外機
２ａ              電子スロットル弁装置
２ｂ              電子シフト装置
２ｃ              電子ステアリング装置
３                右舷船外機
３ａ              電子スロットル弁装置
３ｂ              電子シフト装置
３ｃ              電子ステアリング装置
４                推進力制御装置
４０              電子スロットル制御部
４０ａ            目標エンジン回転数算出モジュール
４０ｂ            目標電子スロットル弁開度算出モジュール
４１              電子シフト制御部
４１ａ            目標電子シフト位置算出モジュール
４２              電子ステアリング制御部
４２ａ            電子ステアリング角度算出モジュール
４３              船体パラメータ学習部
４３ａ            船体パラメータ推定モジュール
４４              操船支援制御部
４４ａ            ＧＰＳ
４４ｂ            記憶媒体
４４ｃ            着岸検出装置
４４ｄ            目標制御値算出モジュール
４４ｅ            着岸可否判断部
４４ｆ            情報表示部
【図１】
2005212693.tif 000003
【図２】
2005212693.tif 000004
【図３】
2005212693.tif 000005
【図４】
2005212693.tif 000006
【図５】
2005212693.tif 000007
【図６】
2005212693.tif 000008
【図７】
2005212693.tif 000009
【図８】
2005212693.tif 000010
【図９】
2005212693.tif 000011
【図１０】
2005212693.tif 000012
【図１１】
2005212693.tif 000013
【図１２】
2005212693.tif 000014
【図１３】
2005212693.tif 000015
【図１４】
2005212693.tif 000016
【図１５】
2005212693.tif 000017