JP3396380B2 - Operation vector display device with joystick control - Google Patents
Operation vector display device with joystick controlInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、推進プロペラ、
舵、スラスタを含む複数のアクチュエータを有する船舶
若しくは飛行船(以下飛行船を含めて船舶という)にお
いて、一本のジョイスティックレバーの操作により、複
数のアクチュエータを同時に制御して操船するジョイス
ティック制御の操作ベクトル表示装置に関する発明であ
る。
【0002】
【従来の技術】海洋調査船やケーブル敷設船等において
は、1本のレバーで複数のアクチュエータを同時に制御
して、船舶を任意の方向に移動操作させるために、ジョ
イスティックコントロールシステムを採用している。そ
してかかるジョイスティックコントロールシステムは、
1本のジョイスティックレバー等によりバウスラスタの
翼角(可変ピッチプロペラ)、主推進機の翼角、舵の舵
角等を制御し、船体移動や旋回などの操船を容易に実現
し得るものである。
【0003】図5は、従来例のジョイスティックコント
ロールシステムを示している。図5に示すように、船舶
には、左右方向に推力を発生させるバウスラスタ72S
と、前後方向に推力を発生させる主推進器72P(推進
プロペラ)と、前後及び左右方向に推力を発生させる舵
72Rとからなる複数のアクチュエータが装備されてい
る。さらにこれらの複数のアクチュエータを制御するた
めに、バウスラスタ制御盤71S、主推進器制御盤71
P、オートパイロット71Rが装備されるとともに、セ
ンサとして、船舶の船首方位を検知するジャイロコンパ
ス81が装備されている。なお、複数のアクチュエータ
の組み合わせはこれに限らず、たとえば、主推進器72
Pおよび舵72R等を2組設けたもの、スラスタをバウ
及びスターンに設けたものも使用されている。
【0004】そして、1本のジョイスティックレバー等
の操作で複数のアクチュエータを制御するために、ジョ
イスティックレバー等を備えた操作盤1、およびジョイ
スティックレバー等の操作量に基づき、各制御盤71
S、71P、71Rへの各指令値を演算する主制御装置
3が配設されている。
【0005】操作盤1は船舶の操舵室に設置されてお
り、操作盤1には、ジョイスティックレバー11、旋回
ダイヤル12、及び操作推力演算器13が組込まれてい
る。操作推力演算器13は必ずしも操作盤1内に配置す
る必要はなく、主制御装置3内に配置してもよい。ジョ
イスティックレバー11には、回転軸が互いに直行する
2個の図示しない回転角検出器が連結されており、ジョ
イスティックレバー11を任意の角度方向に倒伏させる
ことにより、倒伏角度のx、y成分を2個の回転角検出
器で検出して、操作推力演算器13に出力する。又操作
盤1には、ジョイスティックレバー11とともに、旋回
ダイヤル12が備えられており、旋回ダイヤル12を旋
回させることにより、旋回角度を操作推力演算器13に
送付する。そして、操作推力演算器13では、ジョイス
ティックレバー11および旋回ダイヤル12からの信号
がA/D変換された後、船舶を移動、旋回させるために
必要な操作推力のΧ軸(船舶の前後方向)座標成分FX
o 、Y軸(左右方向)座標成分FYo 、旋回モーメント
成分FNo が演算される。
【0006】また、操作盤1は必要に応じて複数台(た
とえば、船舶の操舵室の中央と、右舷と、左舷とに3
台)設けられ、使用する操作盤1を図示しない選択スイ
ッチ等により選択する。そして上述の操作推力(FXo
,FYo ,FNo )は、主制御装置3に送付される。
【0007】主制御装置3は、推力配分部4として、各
アクチュエータの配分推力を演算する推力配分回路41
と、推力配分回路41からの各指令推力に基づく各アク
チュエータの指令値を演算する複数の指令値演算回路4
2S、42P、42Rとから構成されている。
【0008】すなわち推力配分回路41では、操作盤1
からの操作推力(FXo ,FYo ,FNo )を下記1)
式により、図5に示すような、バウスラスタ72Sへの
指令推力(XS,YS,NS)、主推進機72Pへの指
令推力(XP,YP,NP)、舵72Rへの指令推力
(XR,YR,NR)に配分する。
(FXo ,FYo ,FNo )=(XS,YS,NS)+
(XP,YP,NP)+(XR,YR,NR)…1)
【0009】次に、指令値演算回路42Sでは、指令推
力(XS,YS,NS)に基づきバウスラスタ72Sへ
の指令値φSを演算し、バウスラスタ制御盤71Sに送
出する。同様に指令値演算回路42Pでは、指令推力
(XP,YP,NP)に基づき主推進器72Pへの指令
値φPを演算し、主推進器制御盤71Pに送出する。更
に指令値演算回路42Rでは、指令推力(XR,YR,
NR)に基づき舵72Rへの指令値δR(舵角)を演算
し、オートパイロット71Rに送出する。
【0010】そしてバウスラスタ制御盤71Sでは、指
令値φSに基づいてバウスラスタ72Sのピッチ角制御
を行う。又主推進器制御盤71Pでも、指令値φPに基
づいて主推進器72Pのピッチ角制御を行う。更にオー
トパイロット71Rでは、ジャイロコンパスよりの方位
信号は“船首方位保持”を自動的に行う時に必要なも
の。設定方位(操作盤等より設定)に自船の方位を自動
的に合わせ、指令値φRに基づいて舵72Rの舵角制御
を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる装
置による操船方法は、ジョイスティクレバーの倒し量及
び旋回ダイヤルの回転角等より大雑把にしか命令推力を
把握できず、又船舶は風や潮流などの外乱の影響を受け
るものであるから、前記レバー操作により船舶にどの位
の推力がどの方向に働くかよく分からず、又船舶全体と
して推力の余力がどの位あるかも掴む事が出来なかっ
た。この為、操船者に操船上の不安と負担を与える結果
にもなっている。
【0012】この為かかる装置による操船方法は、操作
と船の動きの関係、応答性をトレーニング、経験などか
ら学習して修得する必要があり、操船者に熟練度が要求
される。
【0013】本発明は上記課題を解決し、容易かつ安全
な操船を実現させようとするものである。即ち本発明は
操船者に不安や負担を与える事なく、又操船の熟練度を
必要とする事なく、精度よく容易に且つ確実に所定位置
若しくは所定方向に移動可能なジョイスティック制御の
操作ベクトル表示装置を提供する事を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明はジョイスティッ
クレバー等の船舶操船手段よりの操船信号に基づいて推
力演算し、該演算推力を推進プロペラ、舵、スラスタな
どの各アクチュエータに配分しながら操船制御を行う、
ジョイスティック操船制御装置の操作ベクトル表示装置
として適用されるものである。
【0015】即ち本発明の要旨とする所は、前記操作推
力演算器13よりの操作推力(FXo ,FYo ,FNo
)を配分回路41で配分し、夫々の指令値演算回路4
2S、42P、42Rにて演算された指令値(φS、φ
P、δR)(以下これら両者を含めて演算推力データと
いう)のデータをベクトル加算して、推進プロペラ、
舵、スラスタを含むすべてのアクチュエータにより船舶
全体に作用する推力を求め、該推力のベクトル方向と最
大推力に対する割合をベクトル表示装置2に表示させる
事を特徴とする。
【0016】そしてかかる発明を達成する装置構成とし
て、本発明は、ジョイスティックレバー11よりの操船
信号に基づいて操作推力を演算する操作推力演算器13
と、該演算された操作推力をスラスタ72S、推進プロ
ペラ72P、舵72R、スラスタ72Sを含む複数のア
クチュエータに配分する推力配分回路41と、該推力配
分回路41よりの信号に基づいて指令値を演算する複数
の指令値演算回路42S,42P,42Rと、該演算さ
れた指令値に基づいて前記複数のアクチュエータの推進
制御を行う各アクチュエータの制御盤71S,71P,
71Rとを備えたジョイスティックによる船舶移動制御
装置において、前記指令値演算回路42S,42P,4
2Rよりの指令値を船舶全体に作用する推力に変換する
推力演算回路51S,51P,51R及びその合計推力
を求める推力加算回路52と、該合計推力に基づいて、
ベクトル方向角度θとベクトル量(絶対値)が演算され
て前記すべてのアクチュエータが船舶全体に作用する推
力ベクトルを求めるベクトル演算回路61と、該推力ベ
クトル量の最大ベクトル推力に対する割合を演算するベ
クトル比演算回路62とからなり、前記合計推力のベク
トル方向と最大推力に対する割合をベクトル表示装置2
に表示させる事を特徴とするジョイスティック制御の操
作ベクトル表示装置を提案する。
【0017】
【作用】本発明によれば、図3(A)に示すように、ジ
ョイスティックレバー等の操作に応じて船舶に作用する
トータル推力のベクトル方向と最大推力に対する割合が
表示され、操船を行う上での有効な情報となる。すなわ
ち、現操作量が操船者の意図した量及び方向と合致して
いるか、又操作量と実際の船の効きが操船者のイメージ
と合っているかを明確に判断できるとともに、操船時点
の余力、即ち外力に対抗し得る推力も一目で把握するこ
とが出来る。
【0018】そして表示装置を前記操作盤1の隣接位置
に配設して構成することにより、操船者は操作手段に隣
接したベクトル表示装置2を見ながら容易に且つ確実に
制御させる事が出来、精度よく且つ安全に操船出来る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載
されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置
などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範
囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過
ぎない。図1は、本発明にかかる概略図、図2は、本発
明の一実施例にかかるジョイスティック制御の操作ベク
トル表示装置を示している。なお、図5に示す従来技術
と同一符号のものは、均等構成部材であり、従来技術と
の差異を中心に説明する。
【0020】本一実施例は、図1および図2に示すよう
に、アクチュエータとして、バウスラスタ72S、主推
進器72P、舵72Rが設けられており(なお、図1で
はスターンスラスタ72Sも設けられている)、これに
対応して、各アクチュエータの各制御盤71S、71
P、オートパイロット71Rも対応する数だけ設ける。
またジャイロコンパス81も設けられている。
【0021】そして、1本のジョイスティックレバー等
の操作で複数のアクチュエータを制御するために、ジョ
イスティックレバー等を備えた操作盤1、およびジョイ
スティックレバー等の操作量に基づき、各制御盤71
S、71P、71Rへの各指令値を演算するために、主
制御装置3に推力配分部4が配設されている。船舶の操
舵室に設置された操作盤1には、従来のものと同様にジ
ョイスティックレバー11、旋回ダイヤル12、及び操
作推力演算器13が組込まれているが、その構成及び作
用は前述した通りである。
【0022】操作盤1には、ベクトル表示装置2が隣接
して配置されており、船舶に作用する推力のベクトルを
表示する。なお、操作盤1および表示装置2は、従来例
と同様に必要に応じて複数組設置される。
【0023】主制御装置3には、従来のものと同様に、
推力配分部4として、推力配分回路41及び、複数のア
クチュエータに対応する指令値演算回路42S:42
P:42Rが設けられているが、その構成及び作用は前
述した通りである。この主制御装置3には、推力配分部
4にて演算された指令値(φS、φP、δR)を逆算し
て、表示演算部6にデータを送付するために、推力演算
回路51S,51P,51Rと推力加算回路52とによ
り構成されている推力加算部5を設けている。
【0024】さらに、表示演算部6も設けられており、
表示演算部6には、船舶に作用する推力のベクトルを演
算するために、ベクトル演算回路61、ベクトル比演算
回路62及び最大推力記憶回路63が設けられている。
【0025】以下詳細に説明する。推力加算部5におい
て、推力演算回路51S,51P,51Rでは、指令値
演算回路42S,42P,42Rと逆の演算を行い、推
力配分部4で演算された指令値(φS、φP、δR)
を、各推力(dXS,dYS,dNS)(dXP,dY
P,dNP)(dXR,dYR,dNR)に逆変換す
る。
【0026】次に推力加算回路52では、下記2)〜
4)式により、合計推力(dFXo,dFYo,dFNo )
を求めて、表示演算部6に送付する。
dFXo =dXS +dXP +dXR …2)
dFYo =dYS +dYP +dYR …3)
【0027】次に、表示演算部6のベクトル演算回路6
1では、入力された合計推力(dFXo,dFYo )に基
づいて、下記の4)、5)式によりベクトル方向角度θ
とベクトル量(絶対値)Fθが演算されて、ベクトル比
演算回路62へ出力される。
Fθ・Fθ=(dFXo ・dFXo +dFYo ・dFYo ) …4)
θ=tan-1(dFYo /dFXo ) …5)
【0028】一方、最大推力記憶回路63には、全ての
アクチュエータにより発生し得る最大ベクトル量Fθma
x が、360°の角度にわたって例えば1°毎に記憶さ
れている。そしてベクトル比演算回路62では、ベクト
ル方向角度θに基づき、最大推力記憶回路63からベク
トル方向角度θに対応する最大ベクトル量Fθmax を読
みだした後、ベクトル量Fθと、最大ベクトル量Fθma
x とにより、ベクトル比(Fθ/Fθmax )を演算す
る。
【0029】このようにして演算されたベクトル方向角
度θおよびベクトル比(Fθ/Fθmax )は、液晶若し
くはCRTからなるベクトル表示装置2に出力され、グ
ラフィック表示される。この表示形態には、円形ベクト
ル表示、バー表示の少なくとも2通りのものがあるが、
この全ての表示機能を持つものとする必要はなく、適宜
選択して用いられる。
【0030】まず円形ベクトル表示の一例としては、図
3(A)に示すように、同心円状の表示部に、船舶の船
首方向からベクトル方向角度θ分傾斜するとともに、そ
の大きさがベクトル比(Fθ/Fθmax )に応じてベク
トルを表示される。
【0031】次にバー表示の一例としては、図3(B)
に示すように、ベクトル比(Fθ/Fθmax )のみを表
示する。この場合、ベクトル方向角度θは表示されない
が、ベクトル方向角度θは、ジョイスティックレバー1
1の傾きによってある程度推定できるため、操作方向に
おける最大ベクトル量Fθmax に対する割合のみを表示
するようにしたものである。
【0032】このようにベクトル表示装置2を、操作盤
1の隣接位置に配設して構成することにより、船舶の操
船者は、操作した量、方向または余力をベクトル表示装
置2で視覚で確認することが可能となり、安全な操船が
出来る。
【0033】かかる実施例によれば、実際にアクチュエ
ータ72がどのように作動しているかの推力配分回路4
1と指令値演算回路42S、42P、42Rの演算デー
タに基づいて演算、表示が行われるために、演算ミス、
誤差を考慮した表示とすることができる。また従来例に
おいて、ジョイスティック11を操作したにも係わら
ず、各演算器の故障等により実際に推力が発生しなかっ
たことにより発生する事故等を未然に防止できる。
【0034】
【効果】以上記載した如く本発明によれば、操船の簡便
化、操船の負担の軽減、及び操船の安全性の向上が図ら
れ、これにより操船者に不安や負担を与える事なく、又
操船の熟練度を必要とする事なく、精度よく容易に且つ
確実に所定位置若しくは所定方向に移動可能なジョイス
ティック制御の操作ベクトル表示装置を得る事が出来
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a propulsion propeller,
In a ship or an airship having a plurality of actuators including a rudder and a thruster (hereinafter, referred to as a ship including an airship), an operation vector display device of a joystick control in which a single joystick lever is operated to simultaneously control and operate the plurality of actuators. It is an invention concerning. 2. Description of the Related Art A joystick control system is used in an oceanographic research ship, a cable laying ship, and the like, in order to simultaneously control a plurality of actuators with a single lever and move the ship in an arbitrary direction. are doing. And such a joystick control system
The wing angle (variable pitch propeller) of the bow thruster, the wing angle of the main propulsion device, the rudder steering angle, and the like are controlled by a single joystick lever or the like, so that ship steering such as hull movement or turning can be easily realized. FIG. 5 shows a conventional joystick control system. As shown in FIG. 5, the ship has a bow thruster 72S that generates thrust in the left-right direction.
And a plurality of actuators including a main propulsion device 72P (propulsion propeller) that generates thrust in the front-rear direction and a rudder 72R that generates thrust in the front-rear and left-right directions. In order to further control these actuators, a bow thruster control panel 71S, a main propulsion control panel 71S,
P, an autopilot 71R is provided, and a gyrocompass 81 that detects the heading of the ship is provided as a sensor. The combination of the plurality of actuators is not limited to this.
The one provided with two sets of P and rudder 72R and the like, and the one provided with thrusters on bow and stern are also used. In order to control a plurality of actuators by operating one joystick lever or the like, each control panel 71 is provided based on an operation panel 1 having a joystick lever or the like and an operation amount of the joystick lever or the like.
A main controller 3 for calculating respective command values for S, 71P, and 71R is provided. [0005] The operation panel 1 is installed in a wheelhouse of a ship, and a joystick lever 11, a turning dial 12, and an operation thrust calculator 13 are incorporated in the operation panel 1. The operation thrust calculator 13 does not necessarily need to be arranged in the operation panel 1 and may be arranged in the main control device 3. Two rotation angle detectors (not shown) whose rotation axes are orthogonal to each other are connected to the joystick lever 11, and the joystick lever 11 is caused to fall in an arbitrary angle direction to reduce the x and y components of the inclination angle by two. Detected by the rotation angle detectors and output to the operation thrust calculator 13. The operation panel 1 is provided with a turning dial 12 together with the joystick lever 11, and by turning the turning dial 12, the turning angle is sent to the operation thrust calculator 13. After the signals from the joystick lever 11 and the turning dial 12 are A / D converted, the operation thrust calculator 13 coordinates the Χ axis (the longitudinal direction of the ship) of the operation thrust required to move and turn the ship. Component FX
o, a Y-axis (left-right direction) coordinate component Fyo and a turning moment component FNo are calculated. A plurality of operation panels 1 may be provided as required (for example, three at the center of the ship's wheelhouse, at the starboard side, and at the port side).
The operation panel 1 to be used is selected by a selection switch (not shown) or the like. And the above-mentioned operation thrust (FXo
, FYo, FNo) are sent to the main controller 3. [0007] The main control device 3 serves as a thrust distribution unit 4, which calculates a distribution thrust of each actuator by a thrust distribution circuit 41.
And a plurality of command value calculation circuits 4 for calculating command values of the respective actuators based on the respective command thrusts from the thrust distribution circuit 41.
2S, 42P, and 42R. That is, in the thrust distribution circuit 41, the operation panel 1
Operating thrust (FXo, FYo, FNo) from the following 1)
The command thrusts (XS, YS, NS) to the bow thruster 72S, the command thrusts (XP, YP, NP) to the main propulsion unit 72P, and the command thrusts (XR, YR) to the rudder 72R as shown in FIG. , NR). (FXo, Fyo, FNo) = (XS, YS, NS) +
(XP, YP, NP) + (XR, YR, NR)... 1) Next, the command value calculation circuit 42S converts the command value φS to the bow thruster 72S based on the command thrust (XS, YS, NS). The calculated value is sent to the bow thruster control panel 71S. Similarly, the command value calculation circuit 42P calculates a command value φP to the main propulsion unit 72P based on the command thrust (XP, YP, NP) and sends it to the main propulsion unit control panel 71P. Further, in the command value calculation circuit 42R, the command thrust (XR, YR,
NR), a command value δR (steering angle) for the rudder 72R is calculated and sent to the autopilot 71R. The bow thruster control panel 71S controls the pitch angle of the bow thruster 72S based on the command value φS. The main propulsion unit control panel 71P also controls the pitch angle of the main propulsion unit 72P based on the command value φP. In the case of the autopilot 71R, the heading signal from the gyro compass is necessary for automatically performing "heading holding". The azimuth of the ship is automatically adjusted to the set azimuth (set from the operation panel or the like), and the steering angle of the rudder 72R is controlled based on the command value φR. [0011] However, in the method of maneuvering a ship using such a device, the command thrust can be grasped only roughly based on the amount of tilt of the joystick lever, the rotation angle of the turning dial, and the like. Because of the influence of such disturbances, it was not clear how much thrust works in which direction on the ship by operating the lever, and it was not possible to grasp how much thrust surplus as a whole ship . For this reason, it also results in anxiety and burden on the ship operator. For this reason, in the ship maneuvering method using such a device, it is necessary to learn and learn the relationship between the operation and the movement of the ship and the responsiveness from training, experience, and the like, and the skill of the ship operator is required. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and realize easy and safe ship maneuvering. That is, the present invention provides an operation vector display device of a joystick control which can be easily and accurately moved to a predetermined position or direction without giving anxiety and burden to a ship operator and without requiring skill in ship operation. The purpose is to provide. According to the present invention, a thrust is calculated based on a boat maneuvering signal from a boat maneuvering means such as a joystick lever and the calculated thrust is distributed to respective actuators such as a propeller, a rudder and a thruster. While maneuvering the ship,
The present invention is applied as an operation vector display device of a joystick navigation control device. That is, the gist of the present invention is that the operation thrusts (FXo, Fyo, FNo) from the operation thrust calculator 13 are provided.
) Are distributed by the distribution circuit 41, and the respective command value calculation circuits 4
2S, 42P, and 42R (φS, φ
P, δR) (hereinafter, referred to as calculation thrust data including both of them) by vector addition ,
The thrust acting on the entire vessel is obtained by all actuators including the rudder and the thruster, and the vector direction and the ratio of the thrust to the maximum thrust are displayed on the vector display device 2. As an apparatus configuration for achieving such an invention, the present invention provides an operation thrust calculator 13 for calculating an operation thrust based on a boat maneuvering signal from a joystick lever 11.
And the calculated operation thrust, the thruster 72S,
A thrust distribution circuit 41 for distributing to a plurality of actuators including a propeller 72P, a rudder 72R, and a thruster 72S; and a plurality of command value calculation circuits 42S, 42P, 42R for calculating a command value based on a signal from the thrust distribution circuit 41. , Control panels 71S, 71P,
71R, the command value calculation circuits 42S, 42P, 4
Thrust calculation circuits 51S, 51P, 51R for converting a command value from 2R into a thrust acting on the entire ship and the total thrust thereof
A thrust adder circuit 52 for obtaining the, based on the total thrust,
Vector direction angle θ and vector amount (absolute value) are calculated
A vector computing circuit 61 for obtaining the thrust vector wherein all actuators act on the entire ship Te consists vector ratio calculation circuit 62 for calculating the ratio of the maximum vector thrust of該推force vector quantity, vector of the total thrust
Vector display device 2 for torque direction and ratio to maximum thrust
The present invention proposes a joystick control operation vector display device characterized in that the joystick control operation vector is displayed. According to the present invention, as shown in FIG. 3 (A), the vector direction of the total thrust acting on the ship in response to the operation of the joystick lever and the like and the ratio of the total thrust to the maximum thrust are displayed. This is useful information for performing. In other words, it is possible to clearly determine whether the current operation amount matches the amount and direction intended by the operator, and whether the operation amount and the effectiveness of the actual ship match the image of the operator, and at the time of manoeuvring, That is, the thrust that can counteract the external force can also be grasped at a glance. By arranging the display device at a position adjacent to the operation panel 1, the operator can easily and reliably control the vector display device 2 while looking at the vector display device 2 adjacent to the operation means. Maneuver accurately and safely. Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. It's just FIG. 1 is a schematic diagram according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an operation vector display device for joystick control according to an embodiment of the present invention. Note that components having the same reference numerals as those of the conventional technology shown in FIG. 5 are equivalent components, and the description will be focused on differences from the conventional technology. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a bow thruster 72S, a main propulsion unit 72P, and a rudder 72R are provided as actuators (in FIG. 1, a stance thruster 72S is also provided). Correspondingly), corresponding to each control panel 71S, 71 of each actuator.
P and the autopilot 71R are also provided in a corresponding number.
A gyrocompass 81 is also provided. In order to control a plurality of actuators by operating one joystick lever or the like, each of the control panels 71 having a joystick lever or the like and each control panel 71 based on the operation amount of the joystick lever or the like.
In order to calculate each command value to S, 71P, and 71R, the main control device 3 is provided with a thrust distribution unit 4. The joystick lever 11, the turning dial 12, and the operation thrust calculator 13 are incorporated in the operation panel 1 installed in the wheelhouse of the ship in the same manner as the conventional one, and the configuration and operation are as described above. is there. A vector display device 2 is disposed adjacent to the operation panel 1, and displays a vector of a thrust acting on the ship. Note that a plurality of sets of the operation panel 1 and the display device 2 are installed as necessary, similarly to the conventional example. The main control device 3 includes, as in the prior art,
As the thrust distribution unit 4, a thrust distribution circuit 41 and a command value calculation circuit 42S: 42 corresponding to a plurality of actuators
P: 42R is provided, and the configuration and operation are as described above. The main control unit 3 calculates the command values (φS, φP, δR) calculated by the thrust distribution unit 4 and sends the data to the display calculation unit 6 by thrust calculation circuits 51S, 51P, The thrust adding section 5 is provided, which is constituted by a 51R and a thrust adding circuit 52. Further, a display operation unit 6 is also provided.
The display calculation unit 6 is provided with a vector calculation circuit 61, a vector ratio calculation circuit 62, and a maximum thrust storage circuit 63 for calculating a vector of a thrust acting on the ship. The details will be described below. In the thrust adding section 5, the thrust calculating circuits 51S, 51P, 51R perform the reverse operation of the command value calculating circuits 42S, 42P, 42R, and the command values (φS, φP, δR) calculated by the thrust distribution section 4.
With each thrust (dXS, dYS, dNS) (dXP, dY
P, dNP) (dXR, dYR, dNR). Next, in the thrust adding circuit 52, the following 2) to
From equation (4), the total thrust (dFXo, dFYo, dFNo)
And sends it to the display calculation unit 6. dFXo = dXS + dXP + dXR (2) dFyo = dYS + dYP + dYR (3) Next, the vector operation circuit 6 of the display operation unit 6
1, based on the input total thrust (dFXo, dFyo), the vector direction angle θ is calculated by the following equations 4) and 5).
And the vector amount (absolute value) Fθ are calculated and output to the vector ratio calculation circuit 62. Fθ · Fθ = (dFXo · dFXo + dFyo · dFyo) 4) θ = tan−1 (dFyo / dFXo) 5) On the other hand, the maximum thrust storage circuit 63 has a maximum vector that can be generated by all actuators. Quantity Fθma
x is stored, for example, every 1 ° over a 360 ° angle. Then, the vector ratio calculation circuit 62 reads the maximum vector amount Fθmax corresponding to the vector direction angle θ from the maximum thrust storage circuit 63 based on the vector direction angle θ, and then reads the vector amount Fθ and the maximum vector amount Fθma.
The vector ratio (Fθ / Fθmax) is calculated from x. The vector direction angle θ and the vector ratio (Fθ / Fθmax) calculated in this manner are output to the vector display device 2 composed of a liquid crystal or a CRT, and are graphically displayed. There are at least two types of display modes, a circular vector display and a bar display.
It is not necessary to have all of these display functions, and they are appropriately selected and used. First, as an example of a circular vector display, as shown in FIG. 3 (A), a concentric display portion is tilted by a vector direction angle θ from the bow direction of a ship, and its size is represented by a vector ratio ( Fθ / Fθmax) is displayed as a vector. Next, as an example of the bar display, FIG.
, Only the vector ratio (Fθ / Fθmax) is displayed. In this case, the vector direction angle θ is not displayed, but the vector direction angle θ is
Since it can be estimated to some extent by the inclination of 1, only the ratio to the maximum vector amount Fθmax in the operation direction is displayed. By arranging the vector display device 2 at a position adjacent to the operation panel 1 as described above, the operator of the ship can visually confirm the operated amount, direction, or remaining power on the vector display device 2. And safe navigation. According to this embodiment, the thrust distribution circuit 4 determines how the actuator 72 actually operates.
Since calculation and display are performed based on 1 and the calculation data of the command value calculation circuits 42S, 42P, and 42R, a calculation error
The display can be made in consideration of the error. Further, in the conventional example, it is possible to prevent an accident or the like caused by the fact that the thrust is not actually generated due to a failure of each arithmetic unit even though the joystick 11 is operated. As described above, according to the present invention, simplification of ship maneuvering, reduction of the burden of maneuvering, and improvement of the safety of maneuvering are achieved, whereby the ship operator is not anxious or burdened. In addition, it is possible to obtain a joystick-controlled operation vector display device which can be easily, accurately and easily moved in a predetermined position or a predetermined direction without requiring the skill of ship maneuvering.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る外観図。
【図2】本発明の実施例に係る全体構成を示すブロック
図。
【図3】(A)(B)はベクトル比を表示されたグラフ
ィック部を示す。
【図4】本発明の実施例に用いる船体に作用する力を示
すグラフ図。
【図5】従来例に係る全体構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1 操作盤
2 ベクトル表示装置
3 主制御装置
4 推力配分部
5 推力加算部
6 表示演算部
11 ジョイスティックレバー
12 旋回ダイヤル
13 操作推力演算器
41 推力配分回路
42S、42P、42R 指令値演算回路
51S、51P、51R 推力演算回路
52 推力加算回路
61 ベクトル演算回路
62 ベクトル比演算回路
63 最大推力記憶回路
71S、71P、71R 制御盤
72S、72P、72R アクチュエータ
81 ジャイロコンパスBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an external view according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3A and 3B show a graphic part in which a vector ratio is displayed. FIG. 4 is a graph showing forces acting on a hull used in the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing an entire configuration according to a conventional example. [Description of Signs] 1 Operation panel 2 Vector display device 3 Main control device 4 Thrust distribution unit 5 Thrust addition unit 6 Display calculation unit 11 Joystick lever 12 Turning dial 13 Operation thrust calculation unit 41 Thrust distribution circuits 42S, 42P, 42R Command values Operation circuits 51S, 51P, 51R Thrust operation circuit 52 Thrust addition circuit 61 Vector operation circuit 62 Vector ratio operation circuit 63 Maximum thrust storage circuits 71S, 71P, 71R Control boards 72S, 72P, 72R Actuator 81 Gyrocompass
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小嶋 洋幸 下関市彦島江の浦町六丁目16番1号 三 菱重工業株式会社下関造船所内 (56)参考文献 特開 平6−219390(JP,A) 特開 平6−344986(JP,A) 特開 平8−113196(JP,A) 特開 昭59−96096(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B63H 25/00 B63H 21/22 B63H 25/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyuki Kojima 6-16-1, Hinoshima Enouramachi, Shimonoseki City, Shimonoseki Shipbuilding Co., Ltd. (56) References JP-A-6-219390 (JP, A) JP-A-6-344986 (JP, A) JP-A-8-113196 (JP, A) JP-A-59-96096 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B63H 25 / 00 B63H 21/22 B63H 25/04
Claims (1)
に基づいて操作推力を演算する操作推力演算器と、該演
算された操作推力を推進プロペラ、舵、スラスタを含む
複数のアクチュエータに配分する推力配分回路と、該推
力配分回路よりの信号に基づいて各アクチュエータの指
令値を演算する複数の指令値演算回路と、該演算された
指令値に基づいて前記複数のアクチュエータの推進制御
を行う各アクチュエータの制御盤とを具えた船舶移動制
御装置において、 前記指令値演算回路よりの各指令値を船舶全体に作用す
る推力に変換する推力演算回路及びその合計推力を求め
る推力加算回路と、該合計推力に基づいて、ベクトル方
向角度θとベクトル量(絶対値)が演算されて前記すべ
てのアクチュエータが船舶全体に作用する推力ベクトル
を求めるベクトル演算回路と、該推力ベクトル量の最大
ベクトル推力に対する割合を演算するベクトル比演算回
路とからなり、前記合計推力のベクトル方向と最大推力
に対する割合をベクトル表示装置に表示させる事を特徴
とするジョイスティック制御の操作ベクトル表示装置。(57) [Claim 1] An operation thrust calculator for calculating an operation thrust based on a boat maneuvering signal from a joystick lever, and the calculated operation thrust includes a propulsion propeller, a rudder, and a thruster.
A thrust distribution circuit for distributing to a plurality of actuators, a plurality of command value calculation circuits for calculating a command value of each actuator based on a signal from the thrust distribution circuit, and the plurality of actuators based on the calculated command values A boat movement control device comprising a control panel of each actuator for performing propulsion control of the thrust, a thrust calculation circuit for converting each command value from the command value calculation circuit into a thrust acting on the entire ship, and a total thrust thereof.
A thrust addition circuit, and a vector method based on the total thrust.
The direction angle θ and the vector quantity (absolute value) are calculated and
And a vector ratio calculation circuit for calculating the ratio of the thrust vector amount to the maximum vector thrust, and the vector direction of the total thrust and the maximum thrust.
A joystick control operation vector display device, characterized in that a ratio of the joystick control is displayed on a vector display device.
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- 1996-08-07 JP JP22439296A patent/JP3396380B2/en not_active Expired - Fee Related
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