船舶姿勢自動計測システムの開発

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650380
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 田中 正吾 山口大学, 工学部, 教授 (70108661)
• Keywords: 船舶姿勢 / オンライン計測 / ヒービング / ローリング / サーボ形加速度センサ / 知的計測 / カルマンフィルタ / 時変動量計測

Research Abstract

本年度の研究計画では、海底面のオンライン形状探索及び船舶加速度外乱場での時変重量の自動計測を念頭に、ヒービングが無視できるとしたときの、船舶姿勢(つまり、ヒービング、ローリング及びそれらの加速度成分)のオンライン自動計測システムを開発することであった。
まず、上記船舶姿勢のオンライン自動計測システムであるが、推定すべき動的な測定量であるヒービング、ローリングに対し、状態変数(位相変数:phase variable)を導入することにより、各々ダイナミクスを線形システムで記述することができた。これに、船舶に適切に配置された2個のサーボ型加速度センサによる出力を組み合わせることにより、ヒービング、ローリングの測定が線形システムの状態推定問題に帰着できることを示した。この線形システムにカルマン・フィルタを適用することにより、目的とする船舶姿勢オンライン自動計測システムを実現することができた。
更に、本計測システムを使用した船舶加速度外乱場での時変重量オンライン自動計測システムについても、タンクと荷重器(センサ)とを適切に配置し、これによる出力を、測定量(重量)について作成した適切なダイナミクス・モデルと結合、他のカルマン・フィルタを適用することにより、目的とする高精度な重量自動オンライン計測システムを実現することができた。
なお海底面の形状探索への適用については、本計測システムの有効性は明かであるが、推定精度を更に向上させるため、海底面形状探索のための最適基底関数の決定も併せて考察した。

Research Products

• [Publications] Shogo Tanaka: "Automatic Measurement of Ship's Attitude By the Use of Servo‐Type Accelerometers" IEEE International Conference On Systems Engineering. 87-90 (1992)
• [Publications] 田中 正吾: "船舶姿勢自動計測システムの開発について" 電気学会論文誌. 113-C. (1993)
• [Publications] 田中 正吾: "船舶加速度外乱場での重量自動計測について" 計測自動制御学会論文集. 29. 18-25 (1993)
• [Publications] 田中 正吾: "先験情報を利用した未知曲面形状計測における基底関数の最適化" 計測自動制御学会論文集. 28. 1176-1181 (1992)