(57)【要約】【課題】  トランシットの目標線を自動的に一致させることにより、作業員の労力を大幅に削減し、更に、角度計測も自動的に行うことにより、人為的誤差などが含まれない信頼性の高い初期調整値を得る。【解決手段】  トランシット１及び２は、自己の目標線と同一の方向に光線を照射する光源１１と、他方のトランシットの光源１１から照射された光線を受光するとともに、前記光源１１と連動して向きが制御される受光装置１２と、光線が受光装置１２の目標照射位置に照射されるように、受光装置１２の向きを制御することにより、互いのトランシットの目標線を一致させる制御装置１３とをそれぞれ備える。【選択図】      図２
2005164351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶に設置され、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と目標線とのなす角度を計測する第１のトランシットと、前記船舶外に設置され、目標線と真北とのなす角度を計測する第２のトランシットとを備え、前記第１のトランシット及び第２のトランシットにより計測されたそれぞれの角度に基づいて前記船舶に搭載されたジャイロに設定する初期調整値を演算するジャイロの初期調整値検出装置であって、
前記第１のトランシット及び前記第２のトランシットは、
自己の目標線と同一の方向に光線を照射する光源と、
他方のトランシットの前記光源から照射された光線を受光するとともに、前記光源と連動して向きが制御される受光手段と、
前記光線が前記受光手段の目標照射位置に照射されるように、前記受光手段の向きを制御することにより、互いのトランシットの目標線を一致させる制御手段と
をそれぞれ具備することを特徴とするジャイロの初期調整値検出装置。
【請求項２】
船舶に設置され、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と目標線とのなす角度を計測する第１のトランシットと、前記船舶外に設置され、目標線と真北とのなす角度を計測する第２のトランシットとを備え、前記第１のトランシット及び第２のトランシットにより計測されたそれぞれの角度に基づいて前記船舶に搭載されたジャイロに設定する初期調整値を演算するジャイロの初期調整値検出装置であって、
前記第１のトランシット及び前記第２のトランシットの内、いずれか一方のトランシットは、自己の目標線と同一の方向へ光線を照射する光源を備え、
他方のトランシットは、前記光源から照射された光線を受光するとともに、前記光源と連動して位置及び向きが制御される受光手段と、前記光線が前記受光手段の目標照射位置に照射されるように、前記受光手段の位置及び向きを制御することにより、互いのトランシットの目標線を一致させる制御手段と
を具備することを特徴とするジャイロの初期調整値検出装置。
【請求項３】
互いのトランシットの目標線が一致している状態で、且つ、同時に、前記第１のトランシット及び前記第２のトランシットにより計測されたそれぞれの計測値を取得し、取得したこれらの角度に基づいて、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と真北とがなす角度を演算し、演算した前記角度と前記ジャイロの計測値との差分を前記ジャイロに設定する初期調整値として算出する演算手段を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のジャイロの初期調整値検出装置。
【請求項４】
前記受光手段は、複数の受光素子が碁盤目状に配列されて構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの項に記載のジャイロの初期調整値検出装置。
【請求項５】
船舶に搭載されたジャイロに初期調整値を設定する場合に利用されるジャイロの初期調整値検出方法であって、
前記船舶にトランシットを設置するとともに、前記船舶外にトランシットをもう一台設置し、
各トランシットは、自己の目標線と同一の方向へ光線を照射し、
他方のトランシットから照射された前記光線が自己の備える受光装置の目標照射位置に照射されるように、前記受光装置の向きを制御することにより、互いのトランシットの前記目標線を自動的に一致させ、
前記目標線が一致している状態で、且つ、同時に、前記船舶に搭載されたトランシットは、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と前記目標線とのなす角度を計測し、一方のトランシットは、前記目標線と真北とのなす角度を計測し、
両トランシットによってそれぞれ計測された角度に基づいて、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と真北とがなる角度を算出し、
算出した前記角度と前記ジャイロの計測値との差分を前記ジャイロに設定する初期調整値として算出する
ことを特徴とするジャイロの初期調整値検出方法。
【請求項６】
船舶に搭載されたジャイロに初期調整値を設定する場合に利用される初期調整値検出方法であって、
前記船舶にトランシットを設置するとともに、前記船舶外にトランシットをもう一台設置し、
両トランシットのいずれか一方は、自己の目標線と同一の方向へ光線を照射し、
他方のトランシットは、他方のトランシットから照射された前記光線が自己の備える受光装置の目標照射位置に照射されるように、前記受光装置の位置及び向きを制御することにより、互いのトランシットの前記目標線を自動的に一致させ、
前記目標線が一致している状態で、且つ、同時に、前記船舶に搭載されたトランシットは、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と前記目標線とのなす角度を計測するとともに、一方のトランシットは、前記目標線と真北とのなす角度を計測し、
両トランシットによってそれぞれ計測された角度に基づいて、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と真北とがなる角度を算出し、
算出した前記角度と前記ジャイロの計測値との差分を前記ジャイロに設定する初期調整値として算出する
ことを特徴とするジャイロの初期調整値検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に搭載されるジャイロの初期調整値の演算に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶に搭載されるジャイロ等の慣性基準装置は、高い信頼性が要求されるため、最初の航行前に、或いは、修繕後の航行前に、ジャイロの計測誤差を修正するための初期調整値を設定する作業が行われる。
このような船舶に搭載されるジャイロ等の初期調整値設定に関する技術として、例えば、特開平６−２６５３６７号公報（特許文献１）に示されるものがある。
上記特許文献１では、加速度測定データからそのデータに含まれる揺動外乱加速度を推定し、この推定値に基づいてジャイロ等の計測誤差を修正する技術が開示されている。
【０００３】
また、上記特許文献１に開示されている方法の他、ジャイロの初期調整値の設定方法として、例えば、次のような方法がある。
まず、一台のトランシット（以下「トランシットＡ」という。）を調整対象となるジャイロが搭載されている船舶に設置し、一方、トランシットＡを見通し可能な岸壁にトランシット（以下「トランシットＢ」という。）をもう一台設置する。
これらのトランシットを操作する作業員は、各トランシットが備えるスコープを他方のトランシットへ向け、互いの目標線が一致するようにスコープの向きを調節する。そして、互いのトランシットの目標線が一致した状態で、且つ、同時に、トランシットＡ及びＢの計測値を読み取り、読み取られた計測値に基づいてジャイロの初期調整値を求める。
【特許文献１】特開平６−２６５３６７号公報（段落［００４３］〜［００４４］、及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された方法では、角度計測から初期調整値を得るまでの処理過程が非常に煩雑であるという問題があった。
また、後段で述べた従来の方法では、波等の影響により揺動している船舶に設置されたトランシットと岸壁のトランシットとの目標線を一致させることは非常に難しく、操作員にかなりの労力と技量とが求められるという問題があった。
また、両トランシットの計測値を同時に読み取る必要があるため、読み取られた値には、人為的誤差や時間的誤差が含まれてしまい、精度が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、トランシットの目標線を自動的に一致させることにより、作業員の労力を大幅に削減し、更に、角度計測も自動的に行うことにより、人為的誤差などが含まれない信頼性の高い初期調整値を得ることのできる初期調整値検出装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明のジャイロの初期調整値検出装置は、船舶に設置され、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と目標線とのなす角度を計測する第１のトランシットと、前記船舶外に設置され、目標線と真北とのなす角度を計測する第２のトランシットとを備え、前記第１のトランシット及び第２のトランシットにより計測されたそれぞれの角度に基づいて前記船舶に搭載されたジャイロに設定する初期調整値を演算するジャイロの初期調整値検出装置であって、前記第１のトランシット及び前記第２のトランシットは、自己の目標線と同一の方向に光線を照射する光源と、他方のトランシットの前記光源から照射された光線を受光するとともに、前記光源と連動して向きが制御される受光手段と、前記光線が前記受光手段の目標照射位置に照射されるように、前記受光手段の向きを制御することにより、互いのトランシットの目標線を一致させる制御手段とをそれぞれ具備することを特徴とする。
【０００７】
光源から照射される光線は、目標線と同一の方向になるように構成されている。
また、互いのトランシットは、制御手段により、他方のトランシットから発せられた光線が目標照射位置に照射されるように、受光手段の向きが制御される。
また、光源から照射される光線は、目標線と同一の方向になるように構成されている。
これにより、互いのトランシットの光線を一致させる制御を行えば、互いのトランシットの目標線を簡易に一致させることができる。
また、上記制御手段としては、前記受光手段の俯仰角度並びに旋回角度を独立してそれぞれ制御する駆動回路等が挙げられる。
【０００８】
また、本発明のジャイロの初期調整値検出装置は、船舶に設置され、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と目標線とのなす角度を計測する第１のトランシットと、前記船舶外に設置され、目標線と真北とのなす角度を計測する第２のトランシットとを備え、前記第１のトランシット及び第２のトランシットにより計測されたそれぞれの角度に基づいて前記船舶に搭載されたジャイロに設定する初期調整値を演算するジャイロの初期調整値検出装置であって、前記第１のトランシット及び前記第２のトランシットの内、いずれか一方のトランシットは、自己の目標線と同一の方向へ光線を照射する光源を備え、他方のトランシットは、前記光源から照射された光線を受光するとともに、前記光源と連動して位置及び向きが制御される受光手段と、前記光線が前記受光手段の目標照射位置に照射されるように、前記受光手段の位置及び向きを制御することにより、互いのトランシットの目標線を一致させる制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
このように、一方のトランシットは、光源から目標線と一致する光線を照射し、他方のトランシットは相手方のトランシットから発せられた光線が受光手段の目標照射位置に照射されるように、受光手段の位置及び向きが制御される。
更に、光源から照射される光線は、目標線と同一の方向になるように構成されている。
これにより、互いのトランシットの光線を一致させる制御を行えば、互いのトランシットの目標線を簡易に一致させることができる。
また、光源を備えているトランシットは、受光手段や制御手段を備える必要はなく、一方、受光手段や制御手段を備えているトランシットは光源を備える必要がなく、互いのトランシットの目標線を自動的に一致させることが可能となる。
また、上記制御手段としては、前記受光手段の位置を制御する駆動回路及びふ仰角度並びに旋回角度を独立してそれぞれ制御する駆動回路等が挙げられる。
【００１０】
また、上記ジャイロの初期調整値検出装置は、互いのトランシットの目標線が一致している状態で、且つ、同時に、前記第１のトランシット及び前記第２のトランシットにより計測されたそれぞれの計測値を取得し、取得したこれらの角度に基づいて、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と真北とがなす角度を演算し、演算した前記角度と前記ジャイロの計測値との差分を前記ジャイロに設定する初期調整値として算出する演算手段を具備することを特徴とする。
【００１１】
両トランシットによって自動的に計測された計測値に基づいて初期調整値を算出する演算手段を更に備えるので、人為的誤差などが含まれない信頼性の高い初期調整値を得ることができる。また、初期調整値の演算処理が自動的に行われることにより、作業員の負担を更に軽減させることができる。
なお、上記演算手段は、第２のトランシットの計測値から第１のトランシットの計測値を減算した値に１８０°を加算することにより、船舶の船首から船尾までを結ぶ基線と真北とがなす角度を算出し、この算出結果とジャイロの検出値との差分を初期調整値とする。
また、トランシットによる角度計測を複数回行い、これらの計測値に基づいて複数の初期調整値を算出し、これら算出結果の平均値を最終的な初期調整値としてジャイロに設定するようにしても良い。このように、平均値を使用することにより、より信頼性の高い初期調整値を設定することができる。
【００１２】
また、前記受光手段は、複数の受光素子が碁盤目状に配列されて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、複数の受光素子が碁盤目状に配列されているため、光線を受光している受光素子を特定することによって、光線が照射されている位置を簡単に検出することができる。これにより、光線が照射されている位置と目標照射位置とのずれを簡単に検出することが可能となる。
なお、受光素子としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等が挙げられる。
【００１４】
また、本発明のジャイロの初期調整値検出方法は、船舶に搭載されたジャイロに初期調整値を設定する場合に利用されるジャイロの初期調整値検出方法であって、前記船舶にトランシットを設置するとともに、前記船舶外にトランシットをもう一台設置し、各トランシットは、他方のトランシットへ目標線と一致する光線を照射し、他方のトランシットから照射された前記光線が自己の備える受光装置の目標照射位置に照射されるように、前記受光装置の向きを制御することにより、互いのトランシットの前記目標線を自動的に一致させ、前記目標線が一致している状態で、且つ、同時に、前記船舶に搭載されたトランシットは、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と前記目標線とのなす角度を計測し、一方のトランシットは、前記目標線と真北とのなす角度を計測し、両トランシットによってそれぞれ計測された角度に基づいて、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と真北とがなる角度を算出し、算出した前記角度と前記ジャイロの計測値との差分を前記ジャイロに設定する初期調整値として算出することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のジャイロの初期調整値検出方法は、船舶に搭載されたジャイロに初期調整値を設定する場合に利用される初期調整値検出方法であって、前記船舶にトランシットを設置するとともに、前記船舶外にトランシットをもう一台設置し、両トランシットのいずれか一方は、他方のトランシットへ目標線と一致する光線を照射し、他方のトランシットは、他方のトランシットから照射された前記光線が自己の備える受光装置の目標照射位置に照射されるように、前記受光装置の位置及び向きを制御することにより、互いのトランシットの前記目標線を一致させ、前記目標線が一致している状態で、且つ、同時に、前記船舶に搭載されたトランシットは、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と前記目標線とのなす角度を計測するとともに、一方のトランシットは、前記目標線と真北とのなす角度を計測し、両トランシットによってそれぞれ計測された角度に基づいて、前記船舶の船首と船尾とを結ぶ基線と真北とがなる角度を算出し、算出した前記角度と前記ジャイロの計測値との差分を前記ジャイロに設定する初期調整値として算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のジャイロの初期調整値検出装置は、互いのトランシットの目標線を自動的に一致させ、更に、この状態を維持させることができるので、目標線を一致させる作業における人的作業を大幅に削減させることができる。
更に、演算手段を備えることにより、角度計測から初期調整値演算までの処理も自動的に行うことができるので、作業員の労力を極めて低減させることができるとともに、人為的な誤差が含まれていない、非常に信頼性の高い初期調整値を得ることができる。
更に、受光手段を複数の受光素子で構成するので、光線を受光している受光素子を特定することによって、光線が照射されている位置と目標照射位置とのずれを簡単に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかるジャイロの初期調整値検出装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、本実施形態に係るジャイロの初期調整値検出装置は、ジャイロが計測するヘディング（船首と船尾とを結ぶ基線の真北に対する旋回角度）、ローリング（正横方向の水平面に対する傾斜角度）、ピッチング（船首と船尾とを結ぶ基線の水平面に対する傾斜角度）からなる３つの角度のうち、ヘディングの初期調整値を求めるものである。
図１は、本発明の一実施形態に係るジャイロの初期調整値検出装置と船舶との位置関係及び各トランシットが計測する角度を説明するための図である。
本実施形態に係るジャイロの初期調整値検出装置は、図１に示されるトランシット１及びトランシット２、並びに図示されていない演算装置によって構成される。
図１に示すように、トランシット（第１のトランシット）１は、船舶１００の船首と船尾とを結ぶ基線と目標線とのなす角度βを計測するための角度計測器として、船舶１００に設置される。一方、トランシット（第２のトランシット）２は、真北と目標線とのなす角度αを計測するための角度計測器として、岸壁に設置されている。
なお、トランシット１は、船舶１００の船首と船尾とを結ぶ基線と平行な線（以下「オフライン」という。）に、旋回中心点を通る計測基準線が一致するように予め調節されており、一方、トランシット２は、真北に、旋回中心点を通る計測基準線が一致するように予め調節されている。
【００１８】
次に、トランシット１及び２の構成について図２を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係るトランシットの構成を示すブロック図である。
図２に示すように、トランシット１及びトランシット２は、自己の目標線と同一の方向に光線を照射する光源１１と、他方のトランシットの光源１１から照射された光線を受光するとともに光源１１と連動して向きが制御される受光装置（受光手段）１２と、光線が受光装置１２の目標照射位置（図３参照）に照射されるように、受光装置の向きを制御することにより、互いのトランシットの目標線を一致させる制御装置（制御手段）１３とをそれぞれ備えている。
具体的には、同一のトランシット本体に、光源１１、受光装置１２、及び制御装置１３が固定されている。従って、光源１１と受光装置１２とは、連動することになる。
ここで、受光装置１２は、図３に示すように、複数の受光素子２０が碁盤目状に配列されて構成されている。
制御装置１３（図２参照）のずれ検出部１４は、光線が照射されている受光素子２０（図３参照）を検出することにより、現在光線が照射されている位置と目標照射位置とのずれ量を検出する。そして、検出したずれ量に基づいて、受光装置１２（図２参照）の仰角と旋回角との制御量を算出し、図２に示す駆動回路１５及び１６へ制御信号を出力する。駆動回路１５は、ずれ検出部１４から入力された制御信号に基づいてふ仰回転モータ１７を駆動することにより、受光装置１２のふ仰角を制御する。一方、駆動回路１６は、ずれ検出部１４から入力された制御信号に基づいて旋回回転モータ１８を駆動することにより、受光装置１２の旋回角を制御する。
上述したように、制御装置１３が、他方のトランシットが備える光源１１から照射される光線が受光装置１２の目標照射位置に照射されるように、受光装置１２の向きを制御して、互いのトランシットから照射される光線を一致させることにより、互いのトランシットの目標線Ａ及びＢ（図１参照）を簡易に一致させることができる。
【００１９】
続いて、上述したように互いの目標線Ａ及びＢが一致している状態で、トランシット１及びトランシット２は、同時に角度β及び角度αをそれぞれ計測し、計測値を図示しない演算装置へ送信する。この送信方法は、有線、無線を問わない。
一方、船舶１００に搭載されたジャイロ２００も、トランシット１及びトランシット２の計測タイミングと同時に、船舶１００の船首と船尾とを結ぶ基線と真北とがなす角度γ’（図１参照）を計測し、この計測値を演算装置へ送信する。
演算装置は、トランシット１、トランシット２、及びジャイロ２００からそれぞれ受信した計測値に基づいて、以下の演算を行うことにより、ジャイロ２００の初期調整値を算出する。
まず、演算装置は、トランシット１及びトランシット２から受信した角度βの計測値と角度αの計測値に基づいて、船舶１００の船首と船尾とを結ぶ基線と真北とがなす角度γ（図１参照）を演算する。具体的には、角度αの計測値から角度βの計測値を減算した値に１８０°を加算することにより、角度γ（γ＝α−β＋１８０°）を算出する。
続いて、算出した角度γと、ジャイロ２００によって計測された角度γ’との差分を初期調整値として算出し、この初期調整値をジャイロ２００に設定する。
【００２０】
以上述べたように、本実施形態に係る初期調整値設定装置によれば、他方のトランシットから発せられた光線が受光装置１２の目標照射位置に照射されるように、受光装置１２の向きを制御するので、互いのトランシットの目標線を自動的に一致させ、更に、この状態を維持させることができる。これにより、初期調整値設定に係る人的作業を大幅に削減させることができる。
また、トランシット１及び２、並びにジャイロ２００は、同時に角度計測を行い、この計測値を自動的に演算装置へ送信し、演算装置は、これらの計測値に基づいて初期調整値を演算するので、角度計測から初期調整値演算までの処理を自動的に行うことができ、作業員の労力を極めて低減させることができる。更に、人為的な誤差が含まれていない、非常に信頼性の高い初期調整値を得ることができる。
更に、複数の受光素子を碁盤目状に配置することにより受光装置１２を構成するので、光線を受光している受光素子を特定することによって、光線が照射されている位置と目標照射位置とのずれを簡単に検出することができる。従って、制御装置１３は、このずれ量に応じて、受光装置１２の向きを制御することにより、迅速に、且つ、簡単に、光線を目標照射位置に照射させることができる。
【００２１】
なお、上述した実施形態では、トランシット２を岸壁に設置しているが、船舶外であって、トランシット１を見通せる場所であればよい。
また、上述した実施形態では、トランシット１及び２、並びにジャイロ２００によって計測された１回分の計測値に基づいて初期調整値を算出しているが、角度計測を複数回行い、毎回同時に計測された計測値に基づいて初期調整値を算出し、これらの算出結果の平均値を初期調整値としてジャイロ２００に設定するようにしても良い。このように、平均値を使用することにより、より信頼性の高い初期調整値を設定することができる。なお、計測値は、トランシット１及び２、並びにジャイロ２００によって同時に計測されたものとする。
また、上述した実施形態では、演算装置が初期調整値をジャイロ２００に設定するが、初期調整値の算出処理までを演算装置が行い、演算装置により算出された初期調整値のジャイロ２００への設定は、人為的に行うようにしても良い。
【００２２】
また、上述した実施形態では、トランシット１及びトランシット２は、同じ構成であったが、いずれか一方のトランシットが光源１１のみを備え、他方のトランシット受光装置１２と、制御装置１３及びトランシット移動装置とを備えるような構成としても良い。
このように、いずれか一方のトランシットが受光装置１２、制御装置１３、及びトランシット移動装置とを備えていれば、他方のトランシットが備える光源１１から発せられた光線が受光装置１２の目標照射位置に照射されるように受光装置１２の向きを制御することが可能となるので、互いのトランシットの目標線を一致させることができる。
なお、光源１１から発せられた光線を目標線と同一の方向へ照射させる方法としては、例えば、目標線と一致する光線を照射できるような位置に直接光源を配置する方法の他、ハーフミラー等の光学素子を所定の位置に配置することにより、光線を屈折させることにより、最終的に光線と目標線とを一致させるような方法等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るジャイロの初期調整値検出装置と船舶との位置関係及び各トランシットが計測する角度を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るトランシットの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る受光装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１、２  トランシット
１１  光源
１２  受光装置
１３  制御装置
１４  ずれ検出部
１５、１６  駆動回路
１７  ふ仰回転モータ
１８  旋回回転モータ
１００  船舶
２００  ジャイロ
Ａ、Ｂ  目標線
【図１】
2005164351.tif 000003
【図２】
2005164351.tif 000004
【図３】
2005164351.tif 000005