JP2003330536A - Course planning method of mobile object - Google Patents
Course planning method of mobile objectInfo
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の針路計画
法に係わり、ファジィ制御を利用する移動体の針路計画
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a course planning method for a moving body, and more particularly to a course planning method for a moving body using fuzzy control.
【０００２】[0002]
【従来の技術】移動体のなかには、例えば船舶、ロボッ
トアームのように、あらかじめ設定した複数の変針点の
各々は通過しないが、その近傍は通過するように針路を
計画する場合がある。特に、ファジィ制御を利用した船
舶の針路計画法が、例えば、特開平７-239712号公報に
開示されている。2. Description of the Related Art In a moving body, there is a case where a course is planned so that each of a plurality of preset change points, such as a ship and a robot arm, does not pass, but the vicinity thereof passes. In particular, a course planning method for a ship using fuzzy control is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-239712.
【０００３】この船舶の針路計画法は、変針点から予定
航路を決定し、この予定航路から自船がはずれないよう
に針路を決定し、この指定された針路を自船が常に向く
ように舵角を制御するものであり、このような制御にフ
ァジィ制御を利用する。In this course planning method for ships, a planned route is determined from a turning point, the course is determined so that the ship does not deviate from the planned route, and the vessel is steered so that the ship always faces the designated course. The angle is controlled, and fuzzy control is used for such control.
【０００４】より具体的には、この船舶の針路計画法
は、複数の変針点を設定することにより予め作成した予
定航路に基づいて針路を計画する際、変針点位置、自船
位置及び自船速度を入力とし、次変針点までの最接近時
間及び最接近距離に基づいて、ファジィ制御規則に従っ
て次々変針点参照度を求め、この次々変針点参照度によ
って指令針路を計算するとともに、自船の現在の針路を
監視しつつ、指令針路を自船が常に向くように舵角を制
御することにより、船舶の航行制御を行うようにしてい
る。More specifically, in the course planning method for a ship, when planning a course on the basis of a planned route created in advance by setting a plurality of course changing points, the course changing point position, the own ship position, and the own ship Based on the closest approach time and the closest approach distance to the next change point, the speed is used as an input, and the reference point for each change point is calculated according to the fuzzy control rules. While monitoring the current course, the vessel's navigation control is performed by controlling the rudder angle so that the ship always faces the command course.
【０００５】ここで、変針点は、自船の速力に応じた旋
回性能を十分考慮した上で無理のない位置を選ぶ。予定
航路は、まず、変針点を直線で結んで折れ線航路を作成
し、自船の速力に応じた旋回性能を十分考慮した上で変
針点付近の角にアールをつけて作成する。変針点が近接
した場合には、それぞれのアールに接する線分で、航路
を連続的に結んで作成する。Here, the change point is selected at a reasonable position in consideration of the turning performance according to the speed of the ship. The planned route is created by first connecting the turning points with a straight line to create a broken line route, and after carefully considering the turning performance according to the speed of the ship, rounding the corners near the turning point. When the turning points are close to each other, the line segment that touches each radius is used to continuously connect the routes.
【０００６】このような船舶の針路計画法によれば、旋
回機能、速力性能等運動特性の異なった船舶の航行制御
をするに際し、自船が常に指令針路を向くようにするの
にその都度操舵部を調整することなしに、自動的に航行
制御を行うことができる。According to such a course planning method for a ship, when controlling the navigation of a ship having different motion characteristics such as turning function and speed performance, it is necessary to steer the ship each time so that the ship always faces the command course. Navigation control can be performed automatically without adjusting the parts.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の針路計画法には、以下のような技術的問題が
ある。針路計画法が柔軟性に欠ける点である。より詳細
には、従来の針路計画法は、次変針点までの最接近時間
と速度との積及び次変針点までの最接近距離それぞれに
基づいてメンバーシップ関数値を決定するところ、次変
針点のいわゆる見切りについて、船舶の運動機能に相違
に係わらず一律に定められる。旋回機能或いは速力性能
に応じて見切りを変更するためには、旋回機能或いは速
力性能に応じて船舶毎に、メンバーシップ関数の調整が
必要となる。そこで、本発明の目的は、異なる運動機能
を備えた同種の移動体に対して、その都度メンバーシッ
プ関数の調整を必要とすることなく、柔軟に針路計画を
行うことが可能な移動体の針路計画法を提供することに
ある。However, such a conventional course planning method has the following technical problems. The point is that the course planning method lacks flexibility. More specifically, the conventional course planning method determines the membership function value based on the product of the closest approach time to the next change point and the velocity and the closest approach distance to the next change point. The so-called close-out is uniformly set regardless of the difference in the motor function of the ship. In order to change the parting according to the turning function or speed performance, it is necessary to adjust the membership function for each ship according to the turning function or speed performance. Therefore, an object of the present invention is to provide a course of a mobile body that can flexibly plan a course for a mobile body of the same type having different motion functions without adjusting the membership function each time. To provide a planning method.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による移動体の針路計画法は、変針点位置、
移動体自体の位置及び速度を入力とし、次変針点までの
最接近時間と速度との積のファジィ集合から決定された
第１メンバーシップ関数値と、次変針点までの最接近距
離のファジィ集合から決定された第２メンバーシップ関
数値とから、所定のファジィ制御規則に従って次々変針
点参照度を求め、この次々変針点参照度に基づいて、指
令針路を計算する移動体の針路計画法において、最接近
距離に関する目標値を設定する段階と、最接近距離と該
目標値との差が所定制約条件を満足するように、前記第
１メンバーシップ関数及び／又は前記第２メンバーシッ
プ関数の定義域を変更する段階と、を有する構成として
ある。In order to achieve the above object, a method for planning a course of a moving body according to the present invention is based on
Using the position and velocity of the moving body itself as input, the first membership function value determined from the fuzzy set of the product of the closest approach time to the next change point and the velocity, and the fuzzy set of the closest approach distance to the next change point. From the second membership function value determined from the following, in accordance with a predetermined fuzzy control rule, to obtain the degree of reference of the changing points one after another, based on the reference degree of the changing points of the following, in the course planning method of the moving body to calculate the command course, Setting a target value for the closest distance and defining a domain of the first membership function and / or the second membership function so that the difference between the closest distance and the target value satisfies a predetermined constraint condition. And a step of changing.
【０００９】このような構成によれば、ファジィ制御を
利用して移動体の針路計画をする際、変針点位置、移動
体自体の位置及び速度を入力とし、次変針点までの最接
近時間と速度との積のファジィ集合から決定された第１
メンバーシップ関数値と、次変針点までの最接近距離の
ファジィ集合から決定された第２メンバーシップ関数値
とから、所定のファジィ制御規則に従って次々変針点参
照度を求め、この次々変針点参照度に基づいて、指令針
路を計算することができる。その際、最接近距離に関す
る目標値を設定し、最接近距離とこの目標値との差が所
定制約条件、例えば所与値より大きい或いは小さくなる
ように、前記第１メンバーシップ関数及び／又は前記第
２メンバーシップ関数の定義域を変更することにより、
たとえば旋回機能、速力性能の異なる船舶のように運動
機能の異なる移動体毎にファジィ制御変数の調整をする
ことなしに、最接近距離を所望に増減することにより、
次変針点に対する見切りを柔軟に調整することが可能と
なる。According to such a configuration, when the course of the moving body is planned by utilizing the fuzzy control, the position of the changing point of the moving body and the position and speed of the moving body itself are used as inputs, and the closest approach time to the next changing point is set. First determined from fuzzy set of product with velocity
From the membership function value and the second membership function value determined from the fuzzy set of the closest approach distance to the next needle change point, the needle change point reference degree is obtained one by one according to a predetermined fuzzy control rule, and this one needle change point reference degree is obtained. Based on, the commanded course can be calculated. At that time, a target value for the closest distance is set, and the first membership function and / or the first membership function and / or the first membership function are set so that the difference between the closest distance and the target value is a predetermined constraint condition, for example, larger or smaller than a given value. By changing the domain of the second membership function,
For example, by adjusting the closest approach distance as desired without adjusting the fuzzy control variable for each moving body with different movement functions such as a ship with different turning functions and speed performance,
It is possible to flexibly adjust the parting for the next change point.
【００１０】また、前記移動体は、船舶等操舵により移
動制御を行う移動体であって、前記指令針路に基づいて
指令舵角を算出する段階と、この指令舵角を船舶運動モ
デルに入力して、船舶の位置及び速度を算出する段階と
を有するのが好ましい。Further, the moving body is a moving body for controlling movement by steering a ship or the like, and a step of calculating a command steering angle based on the command course, and inputting this command steering angle to a ship motion model. And calculating the position and speed of the vessel.
【００１１】さらに、最接近距離と該目標値との差が所
定値以下を満足するように、前記第１メンバーシップ関
数及び／又は前記第２メンバーシップ関数の定義域を一
定割合低減するのがよい。Further, the domain of the first membership function and / or the second membership function is reduced by a certain percentage so that the difference between the closest distance and the target value is less than a predetermined value. Good.
【００１２】さらにまた、最接近距離と該目標値との差
が所定値以下を満足するように、前記第１メンバーシッ
プ関数及び／又は前記第２メンバーシップ関数の定義域
を一定量低減するでもよい。Furthermore, the domain of the first membership function and / or the second membership function may be reduced by a certain amount so that the difference between the closest distance and the target value satisfies a predetermined value or less. Good.
【００１３】上記目的を達成するために、本発明による
移動体の針路計画法は、変針点位置、移動体自体の位置
及び速度を入力とし、次変針点までの最接近時間と速度
との積のファジィ集合から決定された第１メンバーシッ
プ関数値と、次変針点までの最接近距離のファジィ集合
から決定された第２メンバーシップ関数値とから、所定
のファジィ制御規則に従って次々変針点参照度を求め、
この次々変針点参照度に基づいて、指令針路を計算する
移動体の針路計画法において、最接近距離に関する目標
値を設定する段階と、最接近距離と該目標値との差が所
定制約条件を満足するように、前記ファジィ制御規則に
おける次々変針点参照度の重み付けを変更する段階と、
を有する構成としてある。In order to achieve the above object, the method for planning a course of a moving body according to the present invention uses the position of a changing point, the position and speed of the moving body itself as input, and calculates the product of the closest approach time to the next changing point and the speed. Of the first membership function value determined from the fuzzy set and the second membership function value determined from the fuzzy set of the closest approach distance to the next change point, in accordance with a predetermined fuzzy control rule. Seeking
In the course planning method of the moving body that calculates the command course based on the next changing point reference point, the step of setting the target value regarding the closest approach distance and the difference between the closest approach distance and the target value satisfy the predetermined constraint condition. Changing the weighting of the successive needle change point reference degrees in the fuzzy control rule so as to be satisfied;
It is configured to have.
【００１４】上記目的を達成するために、本発明による
移動体の針路計画法は、変針点位置、移動体自体の位置
及び速度を入力とし、次変針点までの最接近時間と速度
との積のファジィ集合から決定された第１メンバーシッ
プ関数値と、次変針点までの最接近距離のファジィ集合
から決定された第２メンバーシップ関数値とから、ファ
ジィ制御規則に従って次々変針点参照度を求め、この次
々変針点参照度に基づいて、以下の式によって指令方位
角を算出することにより、指令針路を計算する移動体の
針路計画法において、
Φａ＝Φ１＋α＊CDH＊（Φ２−Φ１）
ここに、Φａ：指令方位角、Φ１：次変針点に向かう方
位角、Φ２：次々変針点に向かう方位角、CDH：次々変
針点参照度、α：調整係数
最接近距離に関する目標値を設定する段階と、最接近距
離と該目標値との差が所定制約条件を満足するように、
調整係数αを変更する構成としてある。上記目的を達成
するために、本発明による移動体の針路計画シミュレー
タは、変針点位置、移動体自体の位置及び速度を入力す
るための入力手段と、次変針点までの最接近時間と速度
との積の集合から決定された第１メンバーシップ関数及
び次変針点までの最接近距離の集合から決定された第２
メンバーシップ関数それぞれの初期データと、第１及び
第2メンバーシップ関数値に基づいて次々変針点参照度
を決定するファジィ制御規則とを入力する推論知識入力
手段と、推論知識を記憶するための推論知識記憶手段
と、最接近距離に関する目標値と最接近距離との差に関
する制約条件を入力するための制約条件入力手段と、入
力された制約条件を利用できる形態に変換する制約条件
変換手段と、前記入力値、前記推論知識を取り込んで推
論し、その推論結果が前記制約条件を満足するように、
第１及び／又は第２メンバーシップ関数を補正するメン
バーシップ関数補正手段とを備える構成としてある。In order to achieve the above object, the course planning method for a moving body according to the present invention takes the product of the closest approach time to the next changing point and the velocity, with the change point position, the position and speed of the moving body itself as inputs. Of the first membership function value determined from the fuzzy set and the second membership function value determined from the fuzzy set of the closest approach distance to the next needle change point, the needle change point reference degrees are obtained one after another according to the fuzzy control rule. , In the course planning method of the moving body, which calculates the commanded course by calculating the commanded azimuth angle by the following formula based on the degree of reference of the subsequently changed needle point, Φa = Φ1 + α * CDH * (Φ2-Φ1) where , Φa: command azimuth angle, Φ1: azimuth angle toward the next needle change point, Φ2: azimuth angle toward the next needle change point, CDH: reference degree of the next needle change point, α: a step of setting a target value for the adjustment coefficient closest approach distance , Up As the difference between the short-range and the target value satisfies a predetermined constraint,
The configuration is such that the adjustment coefficient α is changed. In order to achieve the above-mentioned object, the course planning simulator for a moving body according to the present invention includes an input means for inputting a changing point position, a position and a speed of the moving body itself, and a closest approach time and a speed to the next changing point. The first membership function determined from the set of products and the second determined from the set of closest distances to the next change point
Inference knowledge input means for inputting initial data of each membership function and fuzzy control rules for successively determining the degree of change in needle point reference based on the first and second membership function values, and inference for storing inference knowledge A knowledge storage means, a constraint condition input means for inputting a constraint condition regarding a difference between the target value and the closest approach distance, and a constraint condition conversion means for converting the input constraint condition into a usable form, The input value and the inference knowledge are fetched and inferred, and the inference result satisfies the constraint condition,
Membership function correcting means for correcting the first and / or second membership function is provided.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、移動
体として船舶を例に、本発明の針路計画法をディジタル
計算機上の船舶の運動シミュレーションに用いた場合を
説明する。本発明の第1の実施形態を以下に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A case where a course planning method of the present invention is used for a motion simulation of a ship on a digital computer will be described below with reference to the drawings, taking a ship as an example of a moving body. The first embodiment of the present invention will be described below.
【００１６】図１は、本発明の第1の実施形態に係る針
路計画法を説明するためのフロー図である。図２は、最
接近時間と速度との積のファジィ集合を示す図である。
図３は、最接近距離のファジィ集合を示す図である。図
４は、本発明の針路計画法における自船と変針点との位
置関係を示す図である。図５は、次々変針点参照度を算
出するためのファジィ制御規則を示す図である。FIG. 1 is a flow chart for explaining a course planning method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a fuzzy set of the product of the closest approach time and the velocity.
FIG. 3 is a diagram showing a fuzzy set of the closest distance. FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the own ship and the change point in the course planning method of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a fuzzy control rule for calculating the needle change point reference degree one after another.
【００１７】図１において、メンバーシップ関数初期設
定部２０aは、ファジィ制御により指令針路を決定する
のに先立ち、特定のファジィ集合から決定されたメンバ
ーシップ関数を初期設定するものであり、より具体的に
は、後に説明するように、次変針点までの最接近時間と
速度との積（以下、TCPA＊Vと略す）のファジィ集合か
ら決定される第1メンバーシップ関数（図２参照）と、
次変針点までの最接近距離（以下、DCPAと略す）のファ
ジィ集合から決定される第２メンバーシップ関数（図３
参照）とを設定する。図２に示すように、第１メンバー
シップ関数は、ＴＣＰＡ×Ｖに関して作成された三角形
のメンバーシップ関数ＳＡ、ＳＭ、ＭＭ、ＭＬ、ＬＡ
（それぞれ最短、短、中、長、最長）からなるファジィ
集合Ａであり、一方図３に示すように、第２メンバーシ
ップ関数は、 ＤＣＰＡに関して作成された三角形のメ
ンバーシップ関数ＳＡ、ＳＭ、ＭＭ、ＭＬ、ＬＡ（それ
ぞれ最短、短、中、長、最長）からなるファジィ集合Ｂ
である。ＴＣＰＡ、ＤＣＰＡは次のように定義する。
ＴＣＰＡ：Time of Closest Point of Approach （最接
近時間）
自船、相手船が共に現在の速力及び針路を維持したとし
て、両船間の距離が最小になるまでの現在からの時間In FIG. 1, a membership function initializing section 20a initializes a membership function determined from a specific fuzzy set prior to determining a command course by fuzzy control. As described later, the first membership function (see FIG. 2) determined from the fuzzy set of the product of the closest approach time to the next turning point and the velocity (hereinafter abbreviated as TCPA * V),
The second membership function determined from the fuzzy set of the closest approach distance to the next turning point (hereinafter abbreviated as DCPA) (Fig. 3
(See) and set. As shown in FIG. 2, the first membership function is a triangular membership function SA, SM, MM, ML, LA created for TCPA × V.
A fuzzy set A consisting of (shortest, short, medium, long, longest, respectively), while the second membership function is a triangular membership function SA, SM, MM created for DCPA, as shown in FIG. , ML, LA (shortest, short, medium, long, longest respectively) fuzzy set B
Is. TCPA and DCPA are defined as follows. TCPA: Time of Closest Point of Approach Time from the present until the distance between the two ships becomes the minimum, assuming that both the own ship and the other ship maintain the current speed and course.
【００１８】[0018]
【数１】 [Equation 1]
【００１９】ＤＣＰＡ：Distance of Closest Point of
Approach （最接近距離）
自船、相手船が共に現在の速力及び針路を維持したとし
て、両船間の距離が最小になった時の両船間の距離DCPA: Distance of Closest Point of
Approach (closest distance) The distance between two ships when the distance between them is the minimum, assuming that both the own ship and the other ship maintain the current speed and course.
【００２０】[0020]
【数２】 但し、Ｖ0 ：船の速力 Ｖt ：相手船の速力 Ｌ ：現時点での両船間の距離 Ａ ：相手船から見た自船の方位角 Ｂ ：自船から見た相手船の方位角[Equation 2] However, V0: Velocity of the ship Vt: Velocity of the other ship L: Current distance between the two ships A: Azimuth of the own ship as seen from the other ship B: Azimuth of the other ship as seen from the own ship
【００２１】自動航行の場合、相手船を物標と見なす
と、Ｖt ＝０より、上記（１）式、（２）式は次のよう
になる。
ＴＣＰＡ＝（Ｌ／Ｖ0 ）cos （Ｂ）・・・（３）
ＤＣＰＡ＝Ｌ・｜sin （Ｂ）｜・・・（４）
ここに、Ｖ0 ：船の速力
Ｂ ：船から見た次変針点の方位角
Ｌ ：現時点での次変針点間での距離
再び図１を参照すれば、次に、自動針路設定部２１は、
予定航路から自船がはずれないよう針路を決定するもの
であり、ここでは変針点、自船の位置及び速力を入力と
し、ファジィ制御により指令針路を決定している。In the case of automatic navigation, assuming that the other ship is a target, the above equations (1) and (2) are as follows from Vt = 0. TCPA = (L / V0) cos (B) ... (3) DCPA = L. | Sin (B) | ... (4) where V0: Velocity of ship B: Next change point seen from ship Azimuth angle L: distance between the next change points at the present moment Referring to FIG. 1 again, next, the automatic course setting unit 21
The course is determined so that the ship does not deviate from the planned route. Here, the command course is determined by fuzzy control with the change point, the position of the ship and the speed as input.
【００２２】自動航行において、予定航路は、自船と変
針点との位置関係のみから決定されなければならない。
従って、自動針路設定部２１において指令針路を決定す
るパラメータは、自船と変針点との位置関係の情報のみ
でなければならない。ここで、指令針路を決定するパラ
メータの一つであるＴＣＰＡには上記（３）式に示すよ
うに、自船と変針点との位置関係とは無関係な自船速力
Ｖ0 が含まれている。これが含まれていると、指令針路
が自船速力に依存し、変針の開始点が自船速力により変
化してしまう。つまり、このままでは、予定航路が自船
速力により変化してしまう。In automatic navigation, the planned route must be determined only from the positional relationship between the own ship and the turning point.
Therefore, the parameter that determines the command course in the automatic course setting unit 21 must be only the information on the positional relationship between the own ship and the change point. Here, TCPA, which is one of the parameters for determining the command course, includes the own ship speed V0, which is irrelevant to the positional relationship between the own ship and the change point, as shown in the equation (3). If this is included, the command course depends on the ship's speed, and the start point of the change of needle changes due to the ship's speed. In other words, if left as it is, the planned route will change due to the speed of the ship.
【００２３】従って、ＴＣＰＡ×ＶをＣＰＡまでの距離
として、上記（３）式を書き換えると以下の式となる。
ＴＣＰＡ×Ｖ＝ＴＣＰＡ・Ｖ0 ＝Ｌ・cos （Ｂ）・・・（５）
このように、ＴＣＰＡと自船速力との積を取ることで、
自船速力に依存しないパラメータとなる。Therefore, if TCPA × V is taken as the distance to CPA and equation (3) is rewritten, the following equation is obtained. TCPA × V = TCPA · V0 = L · cos (B) (5) In this way, by taking the product of TCPA and own ship speed,
It is a parameter that does not depend on the speed of the ship.
【００２４】この点について、図４は、上述した自動航
行における自船と変針点との位置関係を示す。自船位置
０では、自船が次変針点に向かって速力Ｖ0 で航行中で
あり、自船位置１では、自船が次々変針点方向に回頭し
て速力Ｖ1 で航行中である。このような場合に、上述し
た各パラメータは図４のように示される。Regarding this point, FIG. 4 shows the positional relationship between the own ship and the change point in the above-mentioned automatic navigation. At the own ship position 0, the own ship is navigating at the speed V0 toward the next turning point, and at the own ship position 1, the own ship is turning next to the next turning point and navigating at the speed V1. In such a case, each parameter mentioned above is shown like FIG.
【００２５】再び図１を参照すれば、次に、自動操舵部
２２は、自船の現在の針路を監視しつつ、指定された針
路を自船が常に向くように舵角を制御する。運動モデル
２３は、ここでは自船であり、自動操舵部２２によって
舵角が制御される。Referring again to FIG. 1, next, the automatic steering unit 22 monitors the current course of the ship and controls the steering angle so that the ship always faces the designated course. The motion model 23 is the own ship here, and the steering angle is controlled by the automatic steering unit 22.
【００２６】メンバーシップ関数調節処理部２４ａは、
ＤＣＰＡに関する目標値を設定したうえで、ＤＣＰＡと
目標値との差が所定制約条件を満足するように、第1メ
ンバーシップ関数及び／または第2メンバーシップ関数
の定義域を変更する。たとえば、ＤＣＰＡと目標値との
差が予め与えられた最大許容ずれより大きい場合には、
距離のファジィ変数の第1メンバーシップ関数の定義域
を距離軸の小さい方へ、所定量ずらす。このことによっ
て、より距離が小さくなるまで”近づいた”と判断され
なくなるので、針路のＤＣＰＡを減らすことが可能とな
る。The membership function adjustment processing unit 24a
After setting a target value for DCPA, the domain of the first membership function and / or the second membership function is changed so that the difference between DCPA and the target value satisfies a predetermined constraint condition. For example, when the difference between DCPA and the target value is larger than the maximum allowable deviation given in advance,
The domain of the first membership function of the fuzzy variable of distance is shifted toward the smaller of the distance axis by a predetermined amount. As a result, it is not possible to determine that the vehicle has approached until the distance becomes smaller, and it is possible to reduce the DCPA of the course.
【００２７】たとえば、図２において、点線で示すよう
に、横軸のTCPA＊V値 60、120、180、240、300をそれぞ
れ、40、100、160、220、280のように一定量20だけ低減
する。これにより、次変針点の見切りを行う時期が遅れ
るので、針路の最接近距離を小さくすることが可能とな
る。横軸のTCPA＊V値 60、120、180、240、300をそれぞ
れ、30、60、90、120、150のように、すべてのメンバー
シップ関数の定義域を一定割合低減してもよい。或い
は、接近に関連するメンバーシップ関数の定義域だけを
一定量或いは一定割合低減してもよい。For example, as shown by the dotted line in FIG. 2, TCPA * V values 60, 120, 180, 240, and 300 on the horizontal axis are 40, 100, 160, 220, and 280, respectively, and a fixed amount of 20. Reduce. As a result, the timing of closing the next changing point is delayed, so that the closest approach distance of the course can be reduced. The TCPA * V values 60, 120, 180, 240, 300 on the abscissa may be reduced by a certain percentage such as 30, 60, 90, 120, 150, respectively. Alternatively, only the domain of the membership function related to the approach may be reduced by a fixed amount or a fixed ratio.
【００２８】それに対して、たとえば航路がオーバーシ
ュートする場合には、上記の定義域の調整とは逆に、メ
ンバーシップ関数の定義域を増大してもよい。それによ
り、次変針点の見切りを行う時期が早まるので、針路の
最接近距離を大きくし、オーバーシュートを回避するこ
とが可能となる。このように、図１に示すように、ＤＣ
ＰＡが許容範囲に収まるまでメンバーシップ関数調節処
理部２４ａによって繰り返し定義域を変更する。最後
に、出力設定部２５は、自船の位置、針路及び速力を運
動モデル２３の出力値として設定する。On the other hand, when the route overshoots, for example, the domain of the membership function may be increased contrary to the adjustment of the domain. As a result, the timing of closing the next changing point is advanced, so that it is possible to increase the closest distance of the course and avoid overshoot. Thus, as shown in FIG.
The membership function adjustment processing unit 24a repeatedly changes the domain until PA falls within the allowable range. Finally, the output setting unit 25 sets the position, course and speed of the own ship as the output values of the motion model 23.
【００２９】このような構成において、自動針路設定部
２１は、まず、シミュレーションが開始される前に変針
点位置Ｘpn、Ｙpn（n=1,2,3 ）を読み込み、自身のメモ
リに保存する。シミュレーションの逐次計算が開始され
ると、自動針路設定部２１は、上記メモリに保存されて
いる次変針点位置Ｘp1、Ｙp1と次々変針点位置Ｘp2、Ｙ
p2、前回の計算結果である自船位置Ｘ0 、Ｙ0 及び自船
速力Ｖ0 を読出して、次のように指令針路ψａを計算す
る。
ψａ＝ψ１＋ＣＤＨ・（ψ２−ψ１）・・・（６）
ψ１：次変針点に向かう方位角
ψ１＝Arctan（（Ｙp1−Ｙ0 ）／（Ｘp1−Ｘ0 ））
ψ２：次々変針点に向かう方位角
ψ２＝Arctan（（Ｙp2−Ｙ0 ）／（Ｘp2−Ｘ0 ））
ＣＤＨ：次々変針点参照度（０≦ＣＤＨ≦１）
ここで、次々変針点参照度（ＣＤＨ）は、次変針点まで
の最接近時間（ＴＣＰＡ）と速度（Ｖ）との積（ＴＣＰ
Ａ×Ｖ）のファジィ集合Ａから決定された第１メンバー
シップ関数値と、次変針点までの最接近距離（ＤＣＰ
Ａ）のファジィ集合Ｂから決定された第２メンバーシッ
プ関数値から、ＣＤＨのメンバーシップ関数値を決定す
るファジィ制御規則により決定される。In such a configuration, the automatic course setting unit 21 first reads the change-in-point positions Xpn and Ypn (n = 1,2,3) before the simulation is started and stores them in its own memory. When the sequential calculation of the simulation is started, the automatic course setting unit 21 causes the next changing point position Xp1, Yp1 and the next changing point point Xp2, Yp stored in the memory.
p2, the own ship positions X0, Y0 and the own ship speed V0, which are the previous calculation results, are read out, and the command course ψa is calculated as follows. ψa = ψ1 + CDH · (ψ2-ψ1) (6) ψ1: azimuth angle toward next needle change point ψ1 = Arctan ((Yp1-Y0) / (Xp1-X0)) ψ2: azimuth angle toward next needle change point ψ2 = Arctan ((Yp2-Y0) / (Xp2-X0)) CDH: Next needle change point reference degree (0≤CDH≤1) where the next needle change point reference degree (CDH) is the closest approach time to the next needle change point. The product of (TCPA) and velocity (V) (TCP
The first membership function value determined from the fuzzy set A of (A × V) and the closest distance (DCP) to the next change point.
From the second membership function value determined from the fuzzy set B of A), it is determined by the fuzzy control rule that determines the membership function value of CDH.
【００３０】図５に示すように、ファジィ制御規則は、
制御規則中、TCPA＊V及びDCPAそれぞれのメンバーシッ
プ関数によって決定されるラベルに応じて、参照度のラ
ベルを最大、中及び最小の３種類に分類するものであ
る。図５に示すように、例えば、TCPA＊Vによるラベル
が「短」、一方DCPAによるラベルが「長」の場合には、参照
度のラベルが「最小」に決定され、逆にTCPA＊Vによるラ
ベルが「長」、一方DCPAによるラベルが「短」の場合にも、
参照度のラベルが「最小」に決定される。As shown in FIG. 5, the fuzzy control rule is
According to the labels determined by the membership functions of TCPA * V and DCPA in the control rule, the reference degree label is classified into the maximum, medium, and minimum types. As shown in FIG. 5, for example, when the label by TCPA * V is “short” and the label by DCPA is “long”, the label of the reference degree is determined as “minimum”, and conversely by TCPA * V. If the label is "long" while the DCPA label is "short",
The reference degree label is determined to be "minimum".
【００３１】以下、具体例を挙げて、図５ないし図７を
参照しながら、次々変針点参照度（ＣＤＨ）を求める。
例えばＴＣＰＡ×Ｖ＝３２．５、ＤＣＰＡ＝３７．５の
時、ＣＤＨのメンバーシップ関数値とその重みは、図５
に示すファジィ制御規則により次のようになる。図６及
び図７はそれぞれ、メンバーシップ関数調節処理部２４
aにより定義域を変更したメンバーシップ関数の例を示
す。In the following, referring to FIGS. 5 to 7, a specific example will be used to successively calculate the degree of change in needle reference point (CDH).
For example, when TCPA × V = 32.5 and DCPA = 37.5, the membership function value of CDH and its weight are shown in FIG.
With the fuzzy control rule shown in, it becomes as follows. 6 and 7 are respectively the membership function adjustment processing unit 24.
An example of a membership function whose domain is changed by a is shown below.
【００３２】図６においてＴＣＰＡ×ＶがＳＭ（０．７
５）、一方図７においてＤＣＰＡがＳＭ（０．２５）の
場合、図５からＣＤＨは最小（０．７５）である。図６
においてＴＣＰＡ×ＶがＳＭ（０．７５）、一方図７に
おいてＤＣＰＡがＭＭ（０．７５）の場合、図５からＣ
ＤＨは最小（０．７５）である。図６においてＴＣＰＡ
×ＶがＭＭ（０．２５）、一方図７においてＤＣＰＡが
ＳＭ（０．２５）の場合、図５からＣＤＨは最小（０．
２５）である。図６においてＴＣＰＡ×ＶがＭＭ（０．
２５）、一方図７においてＤＣＰＡがＭＭ（０．７５）
の場合、図５からＣＤＨは最小（０．７５）である。こ
こに、（）内の数値はメンバーシップ関数値の重みを示
す。In FIG. 6, TCPA × V is SM (0.7
5) On the other hand, when DCPA is SM (0.25) in FIG. 7, CDH is the minimum (0.75) from FIG. Figure 6
5, TCPA × V is SM (0.75), while DCPA is MM (0.75) in FIG.
DH is the minimum (0.75). In FIG. 6, TCPA
When V is MM (0.25) while DCPA is SM (0.25) in FIG. 7, CDH is minimum (0.
25). In FIG. 6, TCPA × V is MM (0.
25), while DCPA is MM (0.75) in FIG.
In the case of, CDH is the minimum (0.75) from FIG. Here, the numerical value in () shows the weight of the membership function value.
【００３３】ＴＣＰＡ×ＶとＤＣＰＡのメンバーシップ
関数値それぞれの重みは、ＴＣＰＡ×ＶとＤＣＰＡのそ
れぞれ連続量とファジィ集合との対応から決定される。
決定したＴＣＰＡ×Ｖの第１メンバーシップ関数値の重
みとＤＣＰＡの第２メンバーシップ関数値の重みのうち
の大きな方がＣＤＨのメンバーシップ関数値の重みとし
て選ばれる。The weights of the membership function values of TCPA × V and DCPA are determined from the correspondence between the continuous quantities of TCPA × V and DCPA and the fuzzy set.
The larger one of the determined weights of the first membership function value of TCPA × V and the weights of the second membership function value of DCPA is selected as the weight of the membership function value of CDH.
【００３４】図８に示すように、従来から既知の重心法
により、このようにして求めたＣＤＨのメンバーシップ
関数値とその重みを用いてＣＤＨのファジィ集合の斜線
部分の面積を求め、その重心で割って次々変針点参照度
ＣＤＨを求める。As shown in FIG. 8, the area of the shaded area of the fuzzy set of CDH is obtained by using the membership function value of CDH thus obtained and its weight by the conventionally known center of gravity method, and the center of gravity thereof is obtained. Then, the reference point CDH is calculated by dividing by.
【００３５】このような方法により毎回ＴＣＰＡ×Ｖと
ＤＣＰＡを算出して、ＣＤＨの値を更新していく。自動
操舵部２２は、自動針路設定部２１において算出された
指令針路ψａと運動モデル２３から得られる船の現針路
ψ0 から、次式により指令舵角βrdを決定する。
βrd＝Ｋp （ψａ−ψ0 ）＋Ｋd ・ψ ・・・（７）
ψａ：指令針路
ψ0 ：現針路
ψ ：針路変換速度
βrd：指令舵角
ここで、Ｋp 、Ｋd はそれぞれ比例ゲイン、微分ゲイン
で、船の運動特性を考慮して決定される。With this method, TCPA × V and DCPA are calculated every time and the value of CDH is updated. The automatic steering unit 22 determines the command rudder angle βrd by the following equation from the command course ψa calculated by the automatic course setting unit 21 and the current course ψ 0 of the ship obtained from the motion model 23. βrd = Kp (ψa−ψ0) + Kd · ψ (7) ψa: command course ψ0: current course ψ: course conversion speed βrd: command steering angle where Kp and Kd are proportional gain and differential gain, respectively. It is determined in consideration of the ship's motion characteristics.
【００３６】このように、次々変針点に対する参照度を
決定するに際し、次変針点に対する最接近距離と目標値
との差が所定制約条件を満足するまで、ＴＣＰＡ×Ｖの
第１メンバーシップ関数の定義域を繰り返し変更するこ
とにより、見切りに対する柔軟な制御を実現することが
可能になる。As described above, when determining the reference degree for the next needle change point, the first membership function of TCPA × V of the first membership function of TCPA × V is satisfied until the difference between the closest distance to the next needle change point and the target value satisfies the predetermined constraint condition. By repeatedly changing the domain, it is possible to realize flexible control over the parting.
【００３７】本発明の第2の実施形態を以下に説明す
る。図９は、本発明の第２の実施形態に係る針路計画法
を説明するためのフロー図である。以下の実施形態の説
明において、第1の実施形態と同様な内容については、
図面に同様な参照番号を附することによりその詳細な説
明は省略し、特徴部分について、詳細に説明する。A second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 9 is a flow chart for explaining the course planning method according to the second embodiment of the present invention. In the following description of the embodiment, the same contents as those of the first embodiment will be described.
The detailed description is abbreviate | omitted by giving the same reference number to drawing, and a characteristic part is demonstrated in detail.
【００３８】本実施の形態の特徴は、図９において、制
御規則設定部２０bと制御規則調節処理部２４bにあり、
より詳細には、第1の実施の形態において第1メンバーシ
ップ関数を調節する代わりに、最接近距離と目標値との
差が所定制約条件を満足するように、ファジィ制御規則
における次々変針点参照度の重み付けを変更する形態
で、ファジィ制御規則を調節する点にある。The feature of this embodiment lies in the control rule setting section 20b and the control rule adjustment processing section 24b in FIG.
More specifically, instead of adjusting the first membership function in the first embodiment, reference is made to successive needle change points in the fuzzy control rule so that the difference between the closest distance and the target value satisfies a predetermined constraint condition. The fuzzy control rule is adjusted by changing the degree weighting.
【００３９】より具体的には、ＤＣＰＡが所定距離まで
小さくならない限り、ＣＤＨの増大を生じないようにす
るために、ファジィ制御規則をＤＣＰＡの大きい方へ移
す。具体例を図10に示す。図10(b)は、図10(a)に比べて
より厳しい制御規則を示す。図10のファジィ制御規則を
第１実施形態におけるファジィ制御規則を示す図５と対
比すれば明瞭に理解できるように、例えばＴＣＰＡ×Ｖ
が「短」の場合、図５では、ＤＣＰＡが「最短」の場合のみ
「中」であるのに対し、図10(a)及び図10(b)ではそれぞ
れ、ＤＣＰＡが「最短」、「短」及び「中」の場合及びＤＣＰ
Ａが「最短」及び「短」の場合に、「中」となっている。More specifically, the fuzzy control rule is moved to the larger DCPA in order to prevent the increase of CDH unless DCPA is reduced to a predetermined distance. A specific example is shown in FIG. FIG. 10 (b) shows a stricter control rule than that of FIG. 10 (a). As can be clearly understood by comparing the fuzzy control rule in FIG. 10 with FIG. 5 showing the fuzzy control rule in the first embodiment, for example, TCPA × V
5 is "short" when the DCPA is "shortest" in FIG. 5, whereas DCPA is "shortest" and "short" in FIGS. 10 (a) and 10 (b), respectively. And “Medium” and DCP
When A is "shortest" and "short", it is "medium".
【００４０】本発明の第３の実施形態を以下に説明す
る。図11は、本発明の第３の実施形態に係る針路計画法
を説明するためのフロー図である。本実施の形態の特徴
は、図11において、調整係数初期設定部２０cと調整係
数処理部24cにあり、より詳細には、第１実施形態及び
第２実施形態と異なり、メンバーシップ関数もファジィ
制御規則も変更することなしに、ＣＤＨの出力値を減少
させる点にある。より具体的には、最接近距離に関する
目標値を設定したうえで、最接近距離と該目標値との差
が所定制約条件を満足するように調節係数αを変更し
て、最接近距離が最大許容ずれより小さくなるまで、α
を繰り返し算出する点にある。The third embodiment of the present invention will be described below. FIG. 11 is a flow chart for explaining the course planning method according to the third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment lies in the adjustment coefficient initial setting unit 20c and the adjustment coefficient processing unit 24c in FIG. 11, and more specifically, unlike the first and second embodiments, the membership function is also fuzzy controlled. The point is to reduce the output value of the CDH without changing the rule. More specifically, after setting a target value for the closest distance, the adjustment coefficient α is changed so that the difference between the closest distance and the target value satisfies a predetermined constraint condition, so that the closest distance becomes maximum. Α becomes smaller than the tolerance
Is to calculate repeatedly.
【００４１】すなわち、以下の式によって指令方位角を
算出する。
Φａ＝Φ１＋α＊CDH＊（Φ２−Φ１）・・・（８）
ここに、Φａ：指令方位角、Φ１：次変針点に向かう方
位角、Φ２：次々変針点に向かう方位角、CDH：次々変
針点参照度、α：調整係数
式（８）を第１の実施形態の式（６）と比較すれば容易
に理解できるように、式（６）においては、αを乗数１
に設定していることになる。That is, the command azimuth angle is calculated by the following formula. Φa = Φ1 + α * CDH * (Φ2-Φ1) (8) where Φa: commanded azimuth angle, Φ1: azimuth angle toward the next needle change point, Φ2: azimuth angle toward the next needle change point, CDH: next needle change Point reference degree, α: As can be easily understood by comparing the adjustment coefficient formula (8) with the formula (6) of the first embodiment, in the formula (6), α is a multiplier 1
Is set to.
【００４２】本発明の第４の実施形態を以下に説明す
る。図12は、本発明の第４の実施形態に係る針路計画法
を説明するためのフロー図である。本実施の形態の特徴
は、図12において、ＣＤＨ設定部２０dにあり、より詳
細には、針路計画中にユーザの指示により次々参照度を
設定できるようにする点にある。この方法によれば、針
路計画を行うに際し臨機応変に対処することが可能とな
る。A fourth embodiment of the present invention will be described below. FIG. 12 is a flow chart for explaining the course planning method according to the fourth embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment resides in the CDH setting unit 20d in FIG. 12, and more specifically in that the reference degree can be set one after another according to a user's instruction during course planning. According to this method, it becomes possible to flexibly cope with the course planning.
【００４３】本発明の第５の実施形態を以下に説明す
る。図13は、本発明の第５の実施形態に係る針路計画法
を説明するためのフロー図である。本実施の形態の特徴
は、特に航路のオーバーシュートを回避するために、第
１実施形態ないし第４実施形態と異なり、メンバーシッ
プ関数、ファジィ制御規則或いは調整係数αを調整する
ことなしに、ＣＤＨ自体を直接自動修正して、式（８）
において指令方位角Φａを算出する点にある。The fifth embodiment of the present invention will be described below. FIG. 13 is a flow chart for explaining the course planning method according to the fifth embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that, in order to avoid the overshoot of the route, unlike the first to fourth embodiments, the CDH is adjusted without adjusting the membership function, the fuzzy control rule, or the adjustment coefficient α. Formula (8) is automatically corrected by itself.
At the point where the command azimuth angle Φa is calculated.
【００４４】以上、本発明の実施形態を詳細に説明した
が、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々
の変更、修正が可能である。たとえば、適用対象として
の移動体は、実施形態に記載した船舶に限定されること
なく、たとえばロボットアーム或いはマニュピレータに
対しても適用可能である。また、航路進行中に本発明の
針路計画法を運動シミレーションに用いる際、本実施の
形態に記載したような船舶上のみならず、例えば針路計
画を遠隔にて地上で行い、決定した指令針路を通信回線
によって船舶に送信してもよい。Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, various changes and modifications can be made within the scope of the present invention described in the claims. For example, the mobile body as an application target is not limited to the ship described in the embodiments, but can be applied to, for example, a robot arm or a manipulator. Further, when the course planning method of the present invention is used for motion simulation while the course is in progress, not only on the vessel as described in the present embodiment, but also, for example, the course planning is performed remotely on the ground and the determined course is decided. May be transmitted to the ship via a communication line.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の針路計画
法によれば、複数の変針点に基づいて作成された予定航
路に沿って移動する移動体において、ファジィ制御を利
用することにより、ある次変針点に向かう場合に次々変
針点参照度を決定する際、運動性能の異なる移動体ごと
にファジィ変数を予め調整することなしに、次変針点の
見切りを柔軟に制御可能とすることができる。As described above, according to the course planning method of the present invention, by utilizing fuzzy control in a moving body that moves along a planned route created based on a plurality of turning points, When deciding the reference point for changing points one after another when heading to a certain next changing point, it is possible to flexibly control the parting off of the next changing point without adjusting the fuzzy variable in advance for each moving body with different motion performance. it can.
【図１】本発明の第1の実施形態に係る針路計画法を説
明するためのフロー図。FIG. 1 is a flowchart for explaining a course planning method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】ＴＣＰＡ×Ｖ（最接近時間と速度との積）のフ
ァジィ集合を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a fuzzy set of TCPA × V (product of closest approach time and velocity).
【図３】ＤＣＰＡ（最接近距離）のファジィ集合を示す
図。FIG. 3 is a diagram showing a fuzzy set of DCPA (closest approach distance).
【図４】本発明の自動航行における自船と変針点との位
置関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between a ship and a turning point in automatic navigation according to the present invention.
【図５】ＣＤＨ（次々変針点参照度）を算出するための
ファジィ制御規則を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a fuzzy control rule for calculating CDH (the degree of reference of changing needle points one after another).
【図６】ＴＣＰＡ×Ｖ（最接近時間と速度との積）のフ
ァジィ集合の適用例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an application example of a fuzzy set of TCPA × V (product of closest approach time and velocity).
【図７】ＤＣＰＡ（最接近距離）のファジィ集合の適用
例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an application example of a fuzzy set of DCPA (closest approach distance).
【図８】ＣＤＨ（次々変針点参照度）のファジィ集合の
適用例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an application example of a fuzzy set of CDH (the degree of change of needle point reference after next).
【図９】本発明の第２実施形態に係る針路計画法を説明
するためのフロー図。FIG. 9 is a flowchart for explaining a course planning method according to a second embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第２実施形態に係る針路計画法にお
いて、ＣＤＨ（次々変針点参照度）を算出するための別
のファジィ制御規則を示す図。FIG. 10 is a diagram showing another fuzzy control rule for calculating CDH (the degree of reference to the next changing point) in the course planning method according to the second embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第３実施形態に係る針路計画法を説
明するためのフロー図。FIG. 11 is a flowchart for explaining a course planning method according to a third embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の第４実施形態に係る針路計画法を説
明するためのフロー図。FIG. 12 is a flowchart for explaining a course planning method according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の第５実施形態に係る針路計画法を説
明するためのフロー図。FIG. 13 is a flowchart for explaining a course planning method according to a fifth embodiment of the present invention.
２０ａ…メンバーシップ関数初期設定部 ２０ｂ…制御則初期設定部部、 ２０ｃ…調整係数初期設定部部、 ２０ｄ…CHD初期設定部 ２１…自動針路設定部、 ２２…自動操舵部、 ２３…運動モデル、 ２４ａ…メンバーシップ関数調節処理部 ２４ｂ…制御則調節処理部 ２４ｃ…調整係数調節処理部 ２４ｄ…CHD調節処理部 ２５…出力設定部 20a ... Membership function initial setting section 20b ... Control law initial setting unit, 20c ... Adjustment coefficient initial setting section, 20d ... CHD initial setting section 21 ... Automatic course setting unit, 22 ... Automatic steering section, 23 ... exercise model, 24a ... Membership function adjustment processing unit 24b ... Control law adjustment processing unit 24c ... Adjustment coefficient adjustment processing unit 24d ... CHD adjustment processing unit 25 ... Output setting section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森村 弘一 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 喜多 明 東京都港区高輪二丁目19番13号 株式会社 菱友システム技術内 (72)発明者 村田 良一 東京都港区高輪二丁目19番13号 株式会社 菱友システム技術内 Ｆターム(参考） 5H004 GA21 GB14 GB16 HA07 HA08 HA09 HB07 HB08 HB09 JA04 KD02 KD14 5H301 AA04 CC05 CC08 GG11 GG16 HH03 HH15 LL03 LL06 LL14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Koichi Morimura 2-1-1 Niihama, Arai-cho, Takasago, Hyogo Prefecture Takasago Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Akira Kita 2-19-13 Takanawa, Minato-ku, Tokyo Co., Ltd. Ryoyu System Technology (72) Inventor Ryoichi Murata 2-19-13 Takanawa, Minato-ku, Tokyo Co., Ltd. Ryoyu System Technology F-term (reference) 5H004 GA21 GB14 GB16 HA07 HA08 HA09 HB07 HB08 HB09 JA04 KD02 KD14 5H301 AA04 CC05 CC08 GG11 GG16 HH03 HH15 LL03 LL06 LL14
Claims (6)
を入力とし、次変針点までの最接近時間と速度との積の
ファジィ集合から決定された第１メンバーシップ関数値
と、次変針点までの最接近距離のファジィ集合から決定
された第２メンバーシップ関数値とから、所定のファジ
ィ制御規則に従って次々変針点参照度を求め、この次々
変針点参照度に基づいて、指令針路を計算する移動体の
針路計画法において、 最接近距離に関する目標値を設定する段階と、 最接近距離と該目標値との差が所定制約条件を満足する
ように、前記第１メンバーシップ関数及び／又は前記第
２メンバーシップ関数の定義域を変更する段階と 、を
有することを特徴とする移動体の針路計画法。1. A first membership function value determined from a fuzzy set of the product of the closest approach time to the next change point and the speed, and the next change needle, with the position of the change needle point, the position and speed of the moving body itself as inputs. From the second membership function value determined from the fuzzy set of the closest distance to the point, the degree of reference of the changing point is calculated one after another according to the predetermined fuzzy control rule, and the command course is calculated based on the degree of reference of the changing point. In the course planning method for a moving body, the step of setting a target value for the closest approach distance and the first membership function and / or the first membership function so that the difference between the closest approach distance and the target value satisfies a predetermined constraint condition. Changing the domain of the second membership function.
う移動体であって、前記指令針路に基づいて指令舵角を
算出する段階と、この指令舵角を船舶運動モデルに入力
して、船舶の位置及び速度を算出する段階とを有する、
請求項１に記載の移動体の針路計画法。2. The moving body is a moving body that controls movement by steering, and a step of calculating a command steering angle based on the command course, and inputting the command steering angle to a ship motion model, Calculating the position and speed of the vessel,
The course planning method for a mobile body according to claim 1.
下を満足するように、前記第１メンバーシップ関数及び
／又は前記第２メンバーシップ関数の定義域を一定割合
低減する、請求項１又は請求項２に記載の移動体の針路
計画法。3. The domain of the first membership function and / or the second membership function is reduced by a certain percentage so that the difference between the closest distance and the target value satisfies a predetermined value or less. The course planning method for a movable body according to claim 1 or 2.
下を満足するように、前記第１メンバーシップ関数及び
／又は前記第２メンバーシップ関数の定義域を一定量低
減する、請求項１又は請求項２に記載の移動体の針路計
画法。4. The domain of the first membership function and / or the second membership function is reduced by a certain amount so that the difference between the closest distance and the target value satisfies a predetermined value or less. The course planning method for a movable body according to claim 1 or 2.
を入力とし、次変針点までの最接近時間と速度との積の
ファジィ集合から決定された第１メンバーシップ関数値
と、次変針点までの最接近距離のファジィ集合から決定
された第２メンバーシップ関数値とから、所定のファジ
ィ制御規則に従って次々変針点参照度を求め、この次々
変針点参照度に基づいて、指令針路を計算する移動体の
針路計画法において、 最接近距離に関する目標値を設定する段階と、 最接近距離と該目標値との差が所定制約条件を満足する
ように、前記ファジィ制御規則における次々変針点参照
度の重み付けを変更する段階と、を有することを特徴と
する移動体の針路計画法。5. A first membership function value determined from a fuzzy set of the product of the closest approach time to the next change point and the speed, and the next change needle, with the change point point position, the position and speed of the moving body itself as inputs. From the second membership function value determined from the fuzzy set of the closest distance to the point, the degree of reference of the changing point is calculated one after another according to the predetermined fuzzy control rule, and the command course is calculated based on the degree of reference of the changing point. In the course planning method for a moving body, the step of setting a target value for the closest approach distance and the successive variable point reference in the fuzzy control rule so that the difference between the closest approach distance and the target value satisfies a predetermined constraint condition. A course planning method for a mobile body, comprising: changing a degree weighting.
を入力とし、次変針点までの最接近時間と速度との積の
ファジィ集合から決定された第１メンバーシップ関数値
と、次変針点までの最接近距離のファジィ集合から決定
された第２メンバーシップ関数値とから、ファジィ制御
規則に従って次々変針点参照度を求め、 この次々変針点参照度に基づいて、以下の式によって指
令方位角を算出することにより、指令針路を計算する移
動体の針路計画法において、 Φａ＝Φ１＋α＊CDH＊（Φ２−Φ１） ここに、Φａ：指令方位角、Φ１：次変針点に向かう方
位角、Φ２：次々変針点に向かう方位角、CDH：次々変
針点参照度、α：調整係数 最接近距離に関する目標値を設定する段階と、 最接近距離と該目標値との差が所定制約条件を満足する
ように、調整係数αを変更する、ことを特徴とする移動
体の針路計画法。6. The first membership function value determined from a fuzzy set of the product of the closest approach time to the next change point and the speed, and the next change needle, with the position of the change needle point, the position and speed of the moving body itself as inputs. From the second membership function value determined from the fuzzy set of the closest distance to the point, the needle diopter reference degree is calculated one by one according to the fuzzy control rule. In the course planning method of the moving body for calculating the command course by calculating the angle, Φa = Φ1 + α * CDH * (Φ2-Φ1) where Φa: command azimuth angle, Φ1: azimuth angle toward the next change point, Φ2: Azimuth angle toward the next needle change point, CDH: Reference degree of the next needle change point, α: Setting the target value for the adjustment coefficient closest approach distance, and the difference between the closest approach distance and the target value satisfies predetermined constraint conditions As you do Changing the coefficient alpha, course programming of a mobile, characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002134508A JP2003330536A (en) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | Course planning method of mobile object |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003330536A true JP2003330536A (en) | 2003-11-21 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP2003330536A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005295207A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Yamaha Corp | Sound image movement processor and program |
| JP2013212716A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Nec Corp | Underwater sailing body coping method recommendation system, underwater sailing body coping method recommendation method and program therefor |
-
2002
- 2002-05-09 JP JP2002134508A patent/JP2003330536A/en not_active Withdrawn
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