RU2383464C1 - Device to rule out collision with metre ship - Google Patents
Device to rule out collision with metre ship Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383464C1 RU2383464C1 RU2008143619/11A RU2008143619A RU2383464C1 RU 2383464 C1 RU2383464 C1 RU 2383464C1 RU 2008143619/11 A RU2008143619/11 A RU 2008143619/11A RU 2008143619 A RU2008143619 A RU 2008143619A RU 2383464 C1 RU2383464 C1 RU 2383464C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- oncoming object
- court
- speed
- ship
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области судовождения - автоматическому управлению движением судна по заданному направлению с выявлением встречных объектов, столкновение с которыми может произойти, и расхождением с ними.The present invention relates to the field of navigation - automatic control of the vessel in a given direction with the detection of oncoming objects, a collision with which may occur, and the discrepancy with them.
Известно устройство управления движением судна (патент России №2238881), содержащее задатчик угла дифферента, датчик угла дифферента, датчик угловой скорости, датчик положения руля, выходы которых подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом рулевого привода.A device for controlling the movement of a vessel (Russian patent No. 2238881) is provided, comprising a trim angle gauge, a trim angle sensor, an angular velocity sensor, a rudder position sensor, the outputs of which are connected to the first, second, third and fourth inputs of a summing amplifier, the output of which is connected to the steering input drive.
Известна также система автоматического управления движением судна (патент России №2248914), принятая нами в качестве прототипа. Автоматическое управление движением судна основано на использовании приемника спутниковой навигационной системы, блока заданного значения путевого угла и сумматора, на вход которого поступают сигналы: текущего путевого угла, заданного путевого угла, угловой скорости судна и угла перекладки руля, для формирования закона управления рулевым приводом судна. Выход сумматора подключен к входу рулевого привода.Also known is a system for automatic control of the movement of a ship (Russian patent No. 2298914), adopted by us as a prototype. Automatic control of the vessel’s movement is based on the use of a satellite navigation system receiver, a block of a given value of the track angle and an adder, the input of which receives signals: the current track angle, the set track angle, the angular velocity of the ship and the rudder angle, to form the law of steering the ship’s steering gear. The output of the adder is connected to the input of the steering gear.
Существенным недостатком рассмотренных выше систем автоматического управления движением судна является возможность столкновения с встречными объектами.A significant drawback of the above automatic ship motion control systems is the possibility of collision with oncoming objects.
Для устранения отмеченного недостатка в предлагаемом нами устройстве автоматического управления движением судна обеспечивается выявление встречных судов, с которыми возможно столкновение. После выявления такого встречного объекта в устройстве определяется требуемая корректировка скорости движения судна, при которой будет исключена возможность столкновения. Величина требуемого изменения скорости движения вводится в блок коррекции скорости хода судна. Через время прохождения судном точки пересечения траекторий (или расчетной минимальной точки сближения с встречным объектом) коррекция скорости хода отключается и судно начинает двигаться с прежней скоростью хода по заданной траектории. Устройство содержит:To eliminate the noted drawback in our proposed device for automatic control of the movement of the vessel, it is possible to identify oncoming vessels with which a collision is possible. After identifying such an oncoming object in the device, the required adjustment of the vessel speed is determined, at which the possibility of a collision will be excluded. The magnitude of the required change in speed is entered in the block correction of the speed of the vessel. After the vessel passes the point of intersection of the trajectories (or the estimated minimum point of convergence with the oncoming object), the speed correction is turned off and the vessel begins to move at the same speed along a given path. The device contains:
- приемник СНС,- SNA receiver,
- датчик угловой скорости судна,- vessel angular velocity sensor,
- датчик угла руля,- rudder angle sensor,
- задатчик путевого угла,- track angle adjuster,
- сумматор, выход которого подключают к входу рулевого привода.- adder, the output of which is connected to the input of the steering gear.
К входу сумматора подключены четыре перечисленных выше блока. В предлагаемое устройство дополнительно вводят:Four of the above blocks are connected to the adder input. In the proposed device is additionally introduced:
- блок коррекции скорости хода судна,- block correction of the speed of the vessel,
- радар (вырабатывающий вектор расстояния от судна до встречного объекта),- radar (generating a vector of the distance from the vessel to the oncoming object),
- вычислитель, в котором формируют сигналы текущей широты, долготы и вектор скорости движения встречного объекта, будущие траектории движения судна и встречного объекта и величину коррекции скорости хода судна.- a computer in which the signals of the current latitude, longitude and the velocity vector of the oncoming object are generated, the future trajectories of the vessel and the oncoming object, and the magnitude of the correction of the speed of the vessel.
Целями предлагаемого устройства являются выявление опасного встречного объекта и обеспечение автоматического расхождения судна с встречным объектом путем:The objectives of the proposed device are to identify a dangerous oncoming object and ensuring the automatic discrepancy of the vessel with the oncoming object by:
- определения в ограниченной акватории будущего движения судна и встречного объекта траекторий возможного столкновения,- determination in a limited area of the future movement of the vessel and the oncoming object of the trajectories of a possible collision,
- нахождения минимально возможной величины изменения скорости хода судна от текущего значения, при котором будет исключена возможность будущего столкновения с встречным объектом,- finding the minimum possible magnitude of the change in the speed of the vessel from the current value at which the possibility of a future collision with an oncoming object is excluded,
- автоматического перевода судна на новое корректированное значение скорости хода судна,- automatic transfer of the vessel to a new adjusted value of the speed of the vessel,
- после выхода судна к расчетной точке столкновения с встречным объектом автоматического перевода скорости хода до ранее принятого значения.- after the vessel exits to the calculated collision point with the oncoming object, the automatic conversion of the speed to the previously accepted value.
Рассмотрим, как реализуются поставленные цели в предложенном устройстве.Consider how the goals are implemented in the proposed device.
На чертеже представлена блок-схема аппаратуры автоматического расхождения судна со встречным объектом, содержащая: приемник СНС - 1, задатчик путевого угла ПУзд. - 2, датчик угловой скорости - 3, датчик руля - 4, рулевой привод - 5, сумматор - 6, блок коррекции скорости хода - 7, радар - 8, вычислитель - 9, объект управления - 10 (судно).The drawing shows a block diagram of equipment for the automatic divergence of the vessel from the oncoming object, containing: the receiver SNS - 1, the path angle adjuster PU building. - 2, angular velocity sensor - 3, rudder sensor - 4, steering gear - 5, adder - 6, travel speed correction block - 7, radar - 8, calculator - 9, control object - 10 (ship).
В качестве возможного варианта реализации рассмотрим: приемник СНС - 1 типовой разработки Московского НПО «Агат» или Красноярского завода, задатчик путевого угла - 2, датчик руля - 4 и блок формирования коррекции скорости хода - 7 - преобразователи угла в напряжение с точностью не хуже 2%; датчик угловой скорости - 3 типовой ДУС с чувствительностью не хуже 0.005 гр/сек; сумматор - 6, вычислитель - 9 может реализовываться на микросхемах 140 УД 8 или на процессоре; рулевой привод - 5 и радар - 8 - штатное судовое оборудование.As a possible implementation option, consider: SNS-1 receiver of a typical design by the Moscow NPP Agat or the Krasnoyarsk plant, track angle adjuster - 2, rudder sensor - 4 and travel speed correction forming unit - 7 - angle to voltage converters with accuracy no worse than 2 %; angular velocity sensor - 3 typical DUS with sensitivity not worse than 0.005 g / s ; adder - 6, calculator - 9 can be implemented on microcircuits 140
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
1. Из приемника СНС - 1 сигнал текущего путевого угла судна «ПУ» поступает на первый вход сумматора - 6. На второй - четвертый входы сумматора - 6 подключены выходы: задатчика - 2 путевого угла «ПУзд.», датчика - 3 угловой скорости судна «ω» и датчика - 4 руля «δ». На выходе сумматора - 6 вырабатывается скорость перекладки руля - «d/dt δ», которая поступает на вход рулевого привода - 5:1. From the receiver SNA - 1, the signal of the current traveling angle of the vessel “PU” is fed to the first input of the adder - 6. The outputs are connected to the second and fourth inputs of the adder - 6: the master - 2 of the traveling angle “PU building. ”, The sensor - 3 angular velocity of the vessel“ ω ”and the sensor - 4 rudder“ δ ”. At the output of the adder - 6, the rudder shift speed is produced - "d / dt δ", which is fed to the input of the steering gear - 5:
δ - угол перекладки руля,δ is the rudder angle,
Кi=1,2,3 - постоянные коэффициенты регулирования.To i = 1,2,3 - constant regulation coefficients.
При отсутствии встречного объекта судно движется с заданной скоростью «Vсуд.зд.»In the absence of an oncoming object, the vessel moves at a predetermined speed of "V ship.zd. "
2. При появлении встречного объекта с выхода радара - 8 поступят на первый вход вычислителя - 9:2. When a counter object appears from the output of the radar - 8 will go to the first input of the computer - 9:
- азимут встречного объекта «ψ»,- azimuth of the oncoming object "ψ",
- расстояние от встречного объекта до судна «L».- distance from the oncoming object to the ship "L".
На второй вход вычислителя - 9 с выхода приемника СНС-1 поступят:The second input of the calculator - 9 from the output of the SNS-1 receiver will receive:
- курс судна «φ»,- ship's course "φ",
- текущая широта судна «Фi»,- the current latitude of the vessel "f i ",
- текущая долгота судна «λi»,- the current longitude of the vessel "λ i ",
- путевой угол судна «ПУсуд.i»,- directional angle of the vessel "PU Sud.i ",
- текущая скорость судна Vсуд.i.- current vessel speed V court.i .
В вычислителе - 9 формируются текущая широта и долгота встречного объекта, вектор расстояния от судна до встречного объекта «Lоб.,суд.», путевой угол встречного объекта ПУоб. и скорость хода Voб.:In the calculator - 9, the current latitude and longitude of the oncoming object, the distance vector from the vessel to the oncoming object “L vol., Court. ", The track angle of the oncoming object PU about. and speed V about. :
а) текущая широта и долгота встречного объектаa) the current latitude and longitude of the oncoming object
где:Where:
φ - текущий курс судна,φ is the current course of the vessel,
ψ - текущий азимут встречного объекта,ψ is the current azimuth of the oncoming object,
Lоб.суд. - расстояние от судна до встречного объекта,L obd. - distance from the vessel to the oncoming object,
Фоб.λоб.,(Фсуд.,λсуд.) - текущая широта и долгота встречного объекта (и судна),F about. λ about., (F court. , λ court. ) - the current latitude and longitude of the oncoming object (and vessel),
б) путевой угол встречного объекта:b) the path angle of the oncoming object:
где:Where:
ПУоб. - текущий путевой угол встречного объекта,PU about. - current path angle of the oncoming object,
Фоб.i-1, λоб.i-1. и Фоб.i, λоб.i - текущая широта и долгота встречного объекта в момент времени «t» и в следующий момент времени «t+Δt», Ph vol.i-1 , λ vol.i-1. and Ф rev.i , λ rev.i - the current latitude and longitude of the oncoming object at time t and the next time t + Δt,
в) скорость хода встречного объекта:c) the speed of the oncoming object:
где:Where:
Фоб.i-1, λоб.i-1. и Фoб.i, λоб.i - текущая широта и долгота встречного объекта в момент времени t и в следующий момент времени t+Δt, Voб. - скорость движения встречного объекта, Ph vol.i-1 , λ vol.i-1 . and Ф ob.i , λ ob.i - the current latitude and longitude of the oncoming object at time t and at the next time t + Δt, V about. - the speed of the oncoming object,
d/dt - символ дифференцирования.d / dt is the symbol of differentiation.
3. Используя полученные по зависимостям (2-4) в вычислителе - 9 текущую широту, долготу и вектор скорости встречного объекта и из приемника СНС - 1 сигналы широты, долготы и скорости хода судна, в вычислителе - 9 формируются траектории будущего движения судна и встречного объекта, по которым в ограниченной акватории определяют широту и долготу точки (Фn·λn) - возможного пересечения отрезков траекторий будущего движения судна и встречного объекта:3. Using the latitude, longitude, and velocity vector of the oncoming object obtained from dependences (2-4) in the calculator — 9, the latitude, longitude, and speed signals of the vessel from the SNA receiver — 1, the trajectories of the future movement of the vessel and oncoming are formed in the calculator — 9 object, which in a limited water area determine the latitude and longitude of the point (Ф n · λ n ) - the possible intersection of segments of the trajectories of the future movement of the vessel and the oncoming object:
где:Where:
Фоб.i+Фоб.=K1(λoб.i-λоб.),F about.i + F about. = K 1 (λ about.i -λ about. ),
Фсуд.i+Фcуд.=K2(λсуд.i-λсуд.),F court.i + F court. = K 2 (λ court.i- λ court. ),
Фоб., Фсуд., λоб., λсуд. - место нахождения (текущие широты и долготы) встречного объекта и судна.F about. , F court. , λ about , λ court. - location (current latitudes and longitudes) of the oncoming object and vessel.
4а. Если зависимость (5) в ограниченной акватории не имеет решения - в вычислителе - 9 через интервал времени «Δt» вновь решаются зависимости (2)-(4).4a. If dependence (5) in a limited water area has no solution - in the calculator - 9, after a time interval “Δt”, dependences (2) - (4) are again solved.
4б. Если условие (5) в ограниченной акватории выполняется - в вычислителе - 9 определяется выполнение условия одновременного будущего нахождения судна и встречного объекта вблизи точки пересечения двух траекторий (Фn, λn):4b. If condition (5) in a limited water area is fulfilled - in the calculator - 9 the fulfillment of the condition for the simultaneous future location of the vessel and the oncoming object near the intersection of two trajectories (Ф n , λ n ) is determined:
где:Where:
tсуд.=Lсуд./Vсуд.,t court. = L court. / V court. ,
tоб.=Lоб./Vоб.,t about = L about. / V about ,
Lсуд. - расстояние между текущим положением судна (Фсуд., λсуд.) и точкой пересечения траекторий (Фn, λn),L court. - the distance between the current position of the vessel (f court. , λ court. ) and the point of intersection of the trajectories (f n , λ n ),
Lоб. - расстояние между текущим положением встречного объекта (Фоб., λоб.), и точкой пересечения траекторий (Фn, λn),L about. - the distance between the current position of the oncoming object (f vol. , λ vol. ), and the intersection point of the trajectories (f n , λ n ),
Vсуд., Voб. - скорость движения судна и встречного объекта,V court. , V about. - the speed of the vessel and the oncoming object,
tсуд., tоб. - расчетное время движения судна и встречного объекта от текущих широт и долгот судна и встречного объекта (Фсуд. Фоб., λсуд., λоб.) до точки пересечения траекторий (Фn λn).t court. , t about - the estimated time of movement of the vessel and the oncoming object from the current latitudes and longitudes of the vessel and the oncoming object (F court. F about. , λ court. , λ about. ) to the point of intersection of the trajectories (F n λ n ).
5а. Если условие (6) не выполняется - в вычислителе - 9 через интервал времени «Δt» вновь решают зависимости (2)-(4) и т.д.5a. If condition (6) is not fulfilled - in the calculator - 9, through the time interval "Δt", dependencies (2) - (4) are again solved, etc.
5б. Если условие (6) выполняется - в вычислителе - 9 вырабатывается уставка ΔVсуд., при введении которой в блок коррекции скорости хода - 7 условие (6) перестает выполняться.5 B. If condition (6) is fulfilled - in the calculator - 9 the setting ΔV court is generated . , the introduction of which into the block correction of speed - 7 condition (6) ceases to be fulfilled.
Уставка ΔVсуд. определяется из зависимостей:Setpoint ΔV court. determined from the dependencies:
где:Where:
tсуд корр.=Lсуд./Vсуд.корр.,t court corr. = L court. / V court. ,
tоб.=Lоб./Vоб.,t about = L about. / V about ,
Lсуд. - расстояние между текущим положением судна (Фсуд., λсуд.) и точкой пересечения траекторий (Фn, λn),L court. - the distance between the current position of the vessel (f court. , λ court. ) and the point of intersection of the trajectories (f n , λ n ),
Lоб. - расстояние между текущим положением встречного объекта (Фоб., λоб.) и точкой пересечения траекторий (Фn, λn),L about. - the distance between the current position of the oncoming object (f vol. , λ vol. ) and the intersection point of the trajectories (f n , λ n ),
Vсуд.корр., Voб. - корректированная скорость движения судна и скорость встречного объекта.V court.corr., V rev. - the corrected speed of the vessel and the speed of the oncoming object.
Величина ΔVсуд. определяется в вычислителе - 9, используя зависимость (6А):The value of ΔV court. determined in the calculator - 9, using the dependence (6A):
при tсуд.-tоб.<0, - ΔVсуд. (определяется в отрицательной области приращения скорости хода судна),at t court. -t rev <0, - ΔV court. (determined in the negative region of the increment of the speed of the vessel),
при tсуд.-tоб.>0, +ΔVсуд. (определяется в положительной области приращения скорости хода судна).at t court. -t rev > 0, + ΔV court. (determined in the positive area of the increment of the speed of the vessel).
6. Величина «ΔVсуд.», полученная в вычислителе - 9 по зависимости (6А), поступает в блок коррекции скорости хода - 7, при этом судно переходит в режим движения со скоростью «Vкорр.».6. The value of "ΔV court. "Obtained in the calculator - 9 according to dependence (6A), enters the speed correction block - 7, while the vessel enters the motion mode at a speed of" V corr. ".
7. В вычислителе - 9 формируется tсуд.кор.:7. In the computer - 9 is formed t court.cor. :
tсуд.кор. = Lсуд./Vсуд.кор. t court = L court. / V court.
8) Через интервал натурального времени tсуд.кор. сигнал «ΔVсуд.» в вычислителе - 9 отключается от блока - 7, тем самым судно переводится в прежний режим скорости хода (до включения блока коррекции - 7).8) Through the interval of natural time t court. signal "ΔV court. »In the calculator - 9 is disconnected from the block - 7, thereby the vessel is transferred to the previous mode of speed (before turning on the correction block - 7).
Через следующий интервал времени «Δt» в вычислителе - 9 вновь решаются зависимости (2)-(4).After the next time interval "Δt" in the calculator - 9, dependences (2) - (4) are again solved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008143619/11A RU2383464C1 (en) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Device to rule out collision with metre ship |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008143619/11A RU2383464C1 (en) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Device to rule out collision with metre ship |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2383464C1 true RU2383464C1 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=42135156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008143619/11A RU2383464C1 (en) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Device to rule out collision with metre ship |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2383464C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2491509C1 (en) * | 2012-08-21 | 2013-08-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Курс" (ОАО "ЦНИИ "Курс") | Apparatus for forming path for switching ship to new heading |
-
2008
- 2008-11-01 RU RU2008143619/11A patent/RU2383464C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2491509C1 (en) * | 2012-08-21 | 2013-08-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Курс" (ОАО "ЦНИИ "Курс") | Apparatus for forming path for switching ship to new heading |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10183733B2 (en) | Program, method and device for controlling movable body | |
| CN109828570B (en) | Control and guide method for self-adaptive boundary layer water surface unmanned ship | |
| RU2692097C1 (en) | Device and method for setting a position for stopping a vehicle | |
| RU2292289C1 (en) | Method of automatic control of ship motion | |
| US9418558B1 (en) | Autonomous collision avoidance navigation system and method | |
| RU2442718C1 (en) | Determination method for dynamic parameters of marine movement mathematical model | |
| JPWO2016104031A1 (en) | MOBILE BODY CONTROL DEVICE, MOBILE BODY CONTROL METHOD, AND MOBILE BODY CONTROL PROGRAM | |
| EP3566942B1 (en) | Automatic steering device, automatic steering method and automatic steering program | |
| EA202090899A1 (en) | SYSTEMS AND METHODS OF AUTONOMOUS LANDING OF SPACE VEHICLES FROM ORBIT | |
| JP2003127983A (en) | Navigation control device for autonomous underwater vehicle | |
| RU2537080C1 (en) | System for determining hydrodynamic coefficients of mathematical model of ship movement | |
| RU2383464C1 (en) | Device to rule out collision with metre ship | |
| JP2018030412A (en) | Driving support control device | |
| RU2223197C1 (en) | Ship motion automatic control equipment | |
| RU2509030C1 (en) | Method of control over ship afloat | |
| RU2422326C1 (en) | Method of ship control when she is mooring to board of partner ship | |
| RU2452655C1 (en) | Method of ship automatic control | |
| RU2330789C1 (en) | Ship mooring method | |
| CN115705062A (en) | Airline calculation system, method, and program, information processing system, and storage medium | |
| Yang et al. | A SINS/DVL integrated navigation positioning method based on improved adaptive filtering technology | |
| RU2376194C1 (en) | Marine automatic anti-collision hardware | |
| RU2364546C1 (en) | Method of safe passing of opposing ships | |
| RU150949U1 (en) | DEVICE FOR TRAFFIC CONTROL UNLOADED SHIP | |
| RU2465169C1 (en) | Method for vessel course following control | |
| JPH0633076B2 (en) | Auto pilot device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181102 |