航行援助装置
【目的】
本発明は、船舶で航行中に危険物標や他船舶が自船予想針路上に出現または横断する可能性が発生した場合、ＡＲＰＡ（自動衝突予防援助装置）やＡＩＳ（自動船舶識別装置）などの装置を通じてレーダより得た危険物標の情報や他船の位置・針路ベクトルなどの情報を取り込み、予想針路との最接近距離と到達時間であるＣＰＡ・ＴＣＰＡを計算し危険シンボルを表示する方法及び装置に関し、予想された針路が安全かどうかを知らせることを目的とする。
【構成】レーダ空中線部より得られた探知物標画像、及び自船情報と他船情報と予想針路情報を用いて演算部にて各予想針路位置におけるＣＰＡ・ＴＣＰＡの演算を行ない、前記演算の結果からアラーム判定を行ない判定の結果に応じた危険シンボルを表示部へ画面表示させる。
本発明は、船舶で航行中に危険物標や他船舶が自船予想針路上に出現または横断する可能性が発生した場合、ＡＲＰＡ（自動衝突予防援助装置）やＡＩＳ（自動船舶識別装置）などの装置を通じてレーダより得た危険物標の情報や他船の位置・針路ベクトルなどの情報を取り込み、予想針路との最接近距離と到達時間であるＣＰＡ・ＴＣＰＡを計算し危険シンボルを表示する方法及び装置に関し、予想された針路が安全かどうかを知らせることを目的とする。
【構成】レーダ空中線部より得られた探知物標画像、及び自船情報と他船情報と予想針路情報を用いて演算部にて各予想針路位置におけるＣＰＡ・ＴＣＰＡの演算を行ない、前記演算の結果からアラーム判定を行ない判定の結果に応じた危険シンボルを表示部へ画面表示させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自船と目標船との衝突危険範囲を表示して船舶の航行支援を行う船舶用航行支援装置に関するものであり、船舶用レーダやＥＣＤＩＳ（電子海図情報表示装置）等に利用可能である。
【背景技術】
【０００２】
レーダやＥＣＤＩＳ（電子海図情報表示装置）には、プレディクション機能と呼ばれている予想進路表示機能があり、自船の位置情報、速度情報、そして方位情報などから予想針路を決定し、これを表示装置に表示する事が出来る。
【０００３】
航行援助に関して、前記プレディクション機能の利用例として、例えば特許文献１に示すように、気象情報や海象情報とプレディクション機能を重畳し、気象条件などに左右されない安全な航行を実現するための手段などが提案されている。
【０００４】
一方で、航行援助を目的として多くの船舶に搭載されている衝突予防援助装置（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ＲａｄｅｒＰｌｏｔｔｉｎｇ Ａｉｄｓ：ＡＲＰＡ）を用いた衝突回避に関する利用例として、例えば特許文献２に示すように、衝突危険範囲を設定して安全航行を保持する手段などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２０１３９４
【特許文献２】特開平７−２４６９９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに前記手段によれば、前者のようにプレディクション機能を用いた場合においては、レーダやＥＣＤＩＳにおけるプレディクション機能は、あくまで自船速度、自船位置、方位情報、航路情報などから自船の予想針路を表示するだけであり、他の船舶や危険物標が出現した際に、その予想された自船の針路において、安全航過距離を保った操船ができる保証がないという問題点があった。
【０００７】
また、後者においては、表示される衝突可能領域が、避航針路を決定するために用いる目的で表示されるものであるため、避航針路については正確な航過情報を与えるものの、表示される衝突可能領域自体が正確な衝突危険範囲を表すものではなく、一般的には真の衝突危険範囲に比べて大きな領域が表示されることとなっていたため、輻輳海域においては複数船舶の危険範囲が画面上複雑に重なりあい避航針路の判断がつきにくくなるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は次のような手段とする。つまり、
自船舶予想針路上に、危険物標及び他船舶が出現又は進入の可能性がある場合の航法支援ツールであって、探知物標画像や探知物標画像に関する付加情報や自船の位置や速度や方位さらに航路情報をメモリに記憶し演算部へ出力する工程と、該出力された情報を用いて各予想位置におけるＣＰＡ・ＴＣＰＡの演算を行なう工程と、前記演算の結果からアラーム判定を行なう工程と、前記アラーム判定の結果に応じた危険シンボルを画面表示させる工程から成る事を特徴とする航行援助装置である。
【０００９】
また、本発明は、前記探知物標は方位角方向に物標を探知しながら探知画像を描画するレーダ画像であり、該レーダ画像を表示する媒体がレーダ画面及びＥＣＤＩＳ画面であることを特徴とする航行援助装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記付加情報は、ＡＲＰＡの情報あるいはＡＩＳの情報の少なくとも一つであることを特徴とする探知画像描画方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＴＣＳ(航路制御システム)作動中に危険目標が出現した場合や、避船した後で本来の航路に戻る場合に、レーダやＥＣＤＩＳ等の表示画面上で衝突危険性の有無、または危険度を音や画像等で容易に確認する事が出来るため、例えば輻輳海域においては複数船舶の危険範囲が画面上複雑に重なりあい避航針路の判断がつきにくくなっても、視覚的あるいは聴覚的に簡単に状況把握ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例の処理の流れ図
【図２】実施例の接続図
【図３】実施例の画面表示例
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
本発明の好適な実施の形態に関して、図を参照して説明する。
【００１４】
図１は処理フローチャートである。まず、受信したレーダエコー信号が航行援助装置に入力される。（１０１）。該レーダエコー信号は他船との衝突可能性を調べるためにＡＲＰＡ処理部にて解析される（１０２）。その結果から導かれる衝突可能性等のＡＲＰＡ情報（１０３）と、ＡＩＳにより得られる他船情報（１０４）と、方位や速度といった自船情報（１０５）と、自船の予想針路を示す針路情報（１０６）を任意の記憶装置に保存し、かつ、演算部に出力する（１０７）。
【００１５】
次に前記の各種情報を用いて、前記演算部において、自船の針路予想位置と危険目標又は他船舶との最接近点ＣＰＡ（Ｃｌｏｓｅｓｔ
Ｐｏｉｎｔ ｏｆ
Ａｐｐｒｏａｃｈ）を求め、さらに最接近するまでの時間を示すＴＣＰＡ（Ｔｉｍｅ
ｔｏ ＣＰＡ）を求める（１０８）。
【００１６】
そして、本発明の主旨であるところのアラーム判定（１０９）をして、アラームすべきと判定した場合に警告シンボル表示（１１０）を行う。アラーム判定は、前記ＣＰＡやＴＣＰＡに対し、事前に閾値を設定し、近い地点で衝突可能性が高まると予想される場合、つまりＣＰＡが閾値よりも小さい場合や、短時間で衝突可能性が高まると予想される場合、つまりＴＣＰＡが閾値よりも小さい場合にアラームを発するべきと判定するものである。
【００１７】
アラーム判定の結果、アラームを発するべきと判断した場合には、警告シンボルを表示する方法、音声で警告音を発する方法、あるいは警告シンボルと音声を同時に発する方法などが考えられる。
【００１８】
図２は本発明の実施例における接続図である。レーダエコーにより他の船舶や危険物標の出現が認識された場合、該レーダ装置２０１よりＡＲＰＡ処理部２０２へ前記レーダ信号が伝わり、対象の捕捉・追尾が開始される。
【００１９】
該対象のＡＲＰＡ処理結果はデータ化され、ＡＩＳ情報受信部２０４から出力された対象物の識別データと共に、レーダ機内及びＥＣＤＩＳ機内のメモリ装置２０６へ蓄積される。さらに、自船の針路情報入力部２０５及び自船情報受信部２０６より判明する予想針路と自船情報もメモリ装置２０６に蓄積しておく。
【００２０】
前記のようにレーダ機内及びＥＣＤＩＳ機内のメモリ装置２０６に入力されたＡＲＰＡのデータとＡＩＳのデータ、さらに自船予想針路のデータと自船位置情報のデータは、レーダ機内やＥＣＤＩＳ機内にある演算部２０７に入力される。
【００２１】
次に、レーダ機内及びＥＣＤＩＳ機内の演算部２０７は、前記入力されたデータを用いて、針路予想位置に対する危険目標や危険な他船舶の最接近点ＣＰＡや、最接近までの時間であるところのＴＣＰＡを求める。
【００２２】
危険目標又は他船舶との最接近点ＣＰＡ及び最接近までの時間であるＴＣＰＡを判定し、該値の予め設定した閾値との比較により、自船の予想針路へ他船舶が接近・衝突の可能性があると判断した場合には、アラームを出力し、危険であると判定した対象物をシンボルとして表示部２０８へ表示させる。
【００２３】
図３は前記実施例に関して、レーダ表示画面における画面表示の例である。アラーム判定部１０９にてアラームを発するべきと判断した場合、レーダ画面及びＥＣＤＩＳの画面上に危険を表現するシンボル３０４を表示させる。この場合のアラームの発生手段は、自船舶の表示色を変えることによって為している。
【００２４】
同図において、３０１は自船シンボル、３０２は予想針路のコース表示、３０３は自船の位置予想シンボル、３０５及び３０６はそれぞれ危険目標シンボル、ＡＩＳより入力された他船シンボルである。
【００２５】
自船３０１は予想針路３０２を通り、位置３０４にて他船であるところの３０５及び３０６に接近すると見込まれている。つまり３０４の地点がＣＰＡである。本発明はこのように、衝突予想位置について、画面上のシンボルの色を変化させたり、音声で警告を出したりするものである。表示内容として、前記のような位置情報のみではなく、ＴＣＰＡを表示あるいは音声で知らせる事も考えられる。
【００２６】
なお、本発明において、ＡＲＰＡによって衝突予想位置等を算出する手段については、なんらこれを限定しない。
【符号の説明】
【００２７】
１０１…レーダエコー入力、 １０２…ＡＲＰＡ処理部にて解析、
１０３…ＡＲＰＡ情報入力、 １０４…ＡＩＳ情報入力、
１０５…自船情報入力、 １０６…針路情報入力、
１０７…情報保存演算部出力部、 １０８…ＣＰＡ・ＴＣＰＡの計算、
１０９…アラーム判定、 １１０…警告シンボル表示、
２０１…レーダ空中線、 ２０２…ＡＲＰＡ処理部、
２０３…自船情報処理部、 ２０４…ＡＩＳ情報受信部、
２０５…針路情報入力部、 ２０６…メモリ装置、
２０７…演算部、 ２０８…表示部、
３０１…自船シンボル、 ３０２…予想針路のコース表示、
３０３…自船の位置予想シンボル、 ３０４…危険シンボル、
３０５…危険目標シンボル、 ３０６…他船シンボル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自船と目標船との衝突危険範囲を表示して船舶の航行支援を行う船舶用航行支援装置に関するものであり、船舶用レーダやＥＣＤＩＳ（電子海図情報表示装置）等に利用可能である。
【背景技術】
【０００２】
レーダやＥＣＤＩＳ（電子海図情報表示装置）には、プレディクション機能と呼ばれている予想進路表示機能があり、自船の位置情報、速度情報、そして方位情報などから予想針路を決定し、これを表示装置に表示する事が出来る。
【０００３】
航行援助に関して、前記プレディクション機能の利用例として、例えば特許文献１に示すように、気象情報や海象情報とプレディクション機能を重畳し、気象条件などに左右されない安全な航行を実現するための手段などが提案されている。
【０００４】
一方で、航行援助を目的として多くの船舶に搭載されている衝突予防援助装置（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ＲａｄｅｒＰｌｏｔｔｉｎｇ Ａｉｄｓ：ＡＲＰＡ）を用いた衝突回避に関する利用例として、例えば特許文献２に示すように、衝突危険範囲を設定して安全航行を保持する手段などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２０１３９４
【特許文献２】特開平７−２４６９９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに前記手段によれば、前者のようにプレディクション機能を用いた場合においては、レーダやＥＣＤＩＳにおけるプレディクション機能は、あくまで自船速度、自船位置、方位情報、航路情報などから自船の予想針路を表示するだけであり、他の船舶や危険物標が出現した際に、その予想された自船の針路において、安全航過距離を保った操船ができる保証がないという問題点があった。
【０００７】
また、後者においては、表示される衝突可能領域が、避航針路を決定するために用いる目的で表示されるものであるため、避航針路については正確な航過情報を与えるものの、表示される衝突可能領域自体が正確な衝突危険範囲を表すものではなく、一般的には真の衝突危険範囲に比べて大きな領域が表示されることとなっていたため、輻輳海域においては複数船舶の危険範囲が画面上複雑に重なりあい避航針路の判断がつきにくくなるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は次のような手段とする。つまり、
自船舶予想針路上に、危険物標及び他船舶が出現又は進入の可能性がある場合の航法支援ツールであって、探知物標画像や探知物標画像に関する付加情報や自船の位置や速度や方位さらに航路情報をメモリに記憶し演算部へ出力する工程と、該出力された情報を用いて各予想位置におけるＣＰＡ・ＴＣＰＡの演算を行なう工程と、前記演算の結果からアラーム判定を行なう工程と、前記アラーム判定の結果に応じた危険シンボルを画面表示させる工程から成る事を特徴とする航行援助装置である。
【０００９】
また、本発明は、前記探知物標は方位角方向に物標を探知しながら探知画像を描画するレーダ画像であり、該レーダ画像を表示する媒体がレーダ画面及びＥＣＤＩＳ画面であることを特徴とする航行援助装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記付加情報は、ＡＲＰＡの情報あるいはＡＩＳの情報の少なくとも一つであることを特徴とする探知画像描画方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＴＣＳ(航路制御システム)作動中に危険目標が出現した場合や、避船した後で本来の航路に戻る場合に、レーダやＥＣＤＩＳ等の表示画面上で衝突危険性の有無、または危険度を音や画像等で容易に確認する事が出来るため、例えば輻輳海域においては複数船舶の危険範囲が画面上複雑に重なりあい避航針路の判断がつきにくくなっても、視覚的あるいは聴覚的に簡単に状況把握ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例の処理の流れ図
【図２】実施例の接続図
【図３】実施例の画面表示例
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
本発明の好適な実施の形態に関して、図を参照して説明する。
【００１４】
図１は処理フローチャートである。まず、受信したレーダエコー信号が航行援助装置に入力される。（１０１）。該レーダエコー信号は他船との衝突可能性を調べるためにＡＲＰＡ処理部にて解析される（１０２）。その結果から導かれる衝突可能性等のＡＲＰＡ情報（１０３）と、ＡＩＳにより得られる他船情報（１０４）と、方位や速度といった自船情報（１０５）と、自船の予想針路を示す針路情報（１０６）を任意の記憶装置に保存し、かつ、演算部に出力する（１０７）。
【００１５】
次に前記の各種情報を用いて、前記演算部において、自船の針路予想位置と危険目標又は他船舶との最接近点ＣＰＡ（Ｃｌｏｓｅｓｔ
Ｐｏｉｎｔ ｏｆ
Ａｐｐｒｏａｃｈ）を求め、さらに最接近するまでの時間を示すＴＣＰＡ（Ｔｉｍｅ
ｔｏ ＣＰＡ）を求める（１０８）。
【００１６】
そして、本発明の主旨であるところのアラーム判定（１０９）をして、アラームすべきと判定した場合に警告シンボル表示（１１０）を行う。アラーム判定は、前記ＣＰＡやＴＣＰＡに対し、事前に閾値を設定し、近い地点で衝突可能性が高まると予想される場合、つまりＣＰＡが閾値よりも小さい場合や、短時間で衝突可能性が高まると予想される場合、つまりＴＣＰＡが閾値よりも小さい場合にアラームを発するべきと判定するものである。
【００１７】
アラーム判定の結果、アラームを発するべきと判断した場合には、警告シンボルを表示する方法、音声で警告音を発する方法、あるいは警告シンボルと音声を同時に発する方法などが考えられる。
【００１８】
図２は本発明の実施例における接続図である。レーダエコーにより他の船舶や危険物標の出現が認識された場合、該レーダ装置２０１よりＡＲＰＡ処理部２０２へ前記レーダ信号が伝わり、対象の捕捉・追尾が開始される。
【００１９】
該対象のＡＲＰＡ処理結果はデータ化され、ＡＩＳ情報受信部２０４から出力された対象物の識別データと共に、レーダ機内及びＥＣＤＩＳ機内のメモリ装置２０６へ蓄積される。さらに、自船の針路情報入力部２０５及び自船情報受信部２０６より判明する予想針路と自船情報もメモリ装置２０６に蓄積しておく。
【００２０】
前記のようにレーダ機内及びＥＣＤＩＳ機内のメモリ装置２０６に入力されたＡＲＰＡのデータとＡＩＳのデータ、さらに自船予想針路のデータと自船位置情報のデータは、レーダ機内やＥＣＤＩＳ機内にある演算部２０７に入力される。
【００２１】
次に、レーダ機内及びＥＣＤＩＳ機内の演算部２０７は、前記入力されたデータを用いて、針路予想位置に対する危険目標や危険な他船舶の最接近点ＣＰＡや、最接近までの時間であるところのＴＣＰＡを求める。
【００２２】
危険目標又は他船舶との最接近点ＣＰＡ及び最接近までの時間であるＴＣＰＡを判定し、該値の予め設定した閾値との比較により、自船の予想針路へ他船舶が接近・衝突の可能性があると判断した場合には、アラームを出力し、危険であると判定した対象物をシンボルとして表示部２０８へ表示させる。
【００２３】
図３は前記実施例に関して、レーダ表示画面における画面表示の例である。アラーム判定部１０９にてアラームを発するべきと判断した場合、レーダ画面及びＥＣＤＩＳの画面上に危険を表現するシンボル３０４を表示させる。この場合のアラームの発生手段は、自船舶の表示色を変えることによって為している。
【００２４】
同図において、３０１は自船シンボル、３０２は予想針路のコース表示、３０３は自船の位置予想シンボル、３０５及び３０６はそれぞれ危険目標シンボル、ＡＩＳより入力された他船シンボルである。
【００２５】
自船３０１は予想針路３０２を通り、位置３０４にて他船であるところの３０５及び３０６に接近すると見込まれている。つまり３０４の地点がＣＰＡである。本発明はこのように、衝突予想位置について、画面上のシンボルの色を変化させたり、音声で警告を出したりするものである。表示内容として、前記のような位置情報のみではなく、ＴＣＰＡを表示あるいは音声で知らせる事も考えられる。
【００２６】
なお、本発明において、ＡＲＰＡによって衝突予想位置等を算出する手段については、なんらこれを限定しない。
【符号の説明】
【００２７】
１０１…レーダエコー入力、 １０２…ＡＲＰＡ処理部にて解析、
１０３…ＡＲＰＡ情報入力、 １０４…ＡＩＳ情報入力、
１０５…自船情報入力、 １０６…針路情報入力、
１０７…情報保存演算部出力部、 １０８…ＣＰＡ・ＴＣＰＡの計算、
１０９…アラーム判定、 １１０…警告シンボル表示、
２０１…レーダ空中線、 ２０２…ＡＲＰＡ処理部、
２０３…自船情報処理部、 ２０４…ＡＩＳ情報受信部、
２０５…針路情報入力部、 ２０６…メモリ装置、
２０７…演算部、 ２０８…表示部、
３０１…自船シンボル、 ３０２…予想針路のコース表示、
３０３…自船の位置予想シンボル、 ３０４…危険シンボル、
３０５…危険目標シンボル、 ３０６…他船シンボル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自船舶予想針路上に、危険物標及び他船舶が出現又は進入の可能性がある場合の航法支援ツールであって、探知物標画像や探知物標画像に関する付加情報や自船の位置や速度や方位さらに航路情報をメモリに記憶し演算部へ出力する工程と、該出力された情報を用いて各予想位置におけるＣＰＡ・ＴＣＰＡの演算を行なう工程と、前記演算の結果からアラーム判定を行なう工程と、前記アラーム判定の結果に応じた危険シンボルを画面表示させる工程から成る事を特徴とする航行援助装置。
【請求項２】
前記探知物標は方位角方向に物標を探知しながら探知画像を描画するレーダ画像であり、該レーダ画像を表示する媒体がレーダ画面及びＥＣＤＩＳ画面であることを特徴とする請求項１に記載の航行援助装置。
【請求項３】
前記付加情報は、ＡＲＰＡの情報あるいはＡＩＳの情報の少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１乃至請求項２のいずれか一項に記載の探知画像描画方法。
【請求項１】
自船舶予想針路上に、危険物標及び他船舶が出現又は進入の可能性がある場合の航法支援ツールであって、探知物標画像や探知物標画像に関する付加情報や自船の位置や速度や方位さらに航路情報をメモリに記憶し演算部へ出力する工程と、該出力された情報を用いて各予想位置におけるＣＰＡ・ＴＣＰＡの演算を行なう工程と、前記演算の結果からアラーム判定を行なう工程と、前記アラーム判定の結果に応じた危険シンボルを画面表示させる工程から成る事を特徴とする航行援助装置。
【請求項２】
前記探知物標は方位角方向に物標を探知しながら探知画像を描画するレーダ画像であり、該レーダ画像を表示する媒体がレーダ画面及びＥＣＤＩＳ画面であることを特徴とする請求項１に記載の航行援助装置。
【請求項３】
前記付加情報は、ＡＲＰＡの情報あるいはＡＩＳの情報の少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１乃至請求項２のいずれか一項に記載の探知画像描画方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２１９４７（Ｐ２０１２−２１９４７Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６１８９８（Ｐ２０１０−１６１８９８）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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