船舶の運航管理方法及び装置

【課題】ＧＰＳと通信システムを搭載していない船舶の運航管理を大型で高価な陸上レーダを使用せずに行なう方法を提供する。
【解決手段】レーダにより探査可能な複数の管理エリア内の夫々に旋回可能なカメラと、ＧＰＳと、通信システムを有する移動式レーダ船を配置し、このレーダ船の位置と、上記レーダ船とこれに対応する上記エリア内に位置する対象船間の距離、方位及びカメラの画像情報を上記レーダ船から陸上の管理事務所に無線伝送し、上記レーダ船と対象船間の位置関係を画像上に合成して表示する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶の運航管理方法及び装置、特に、ＧＰＳとレーダとカメラと通信システムを利用した船舶の運航管理方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶の運航管理システムとしては運航されているＧＰＳによる位置情報と、船舶の少なくとも機関部の諸データを船舶情報として船内で収録しておき、これを通信システムを介してシステム管理会社のデータサーバに送信して管理し、表示するようにしたものは知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、平面図法で作成した地図に基づく電子海図データと電子地図データを重畳表示するようにした船舶の運航管理システムも知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−１１０８４３号公報
【特許文献２】特開２００２−６３６９３号公報
【０００４】
図２０は、ＧＰＳと通信システムやＡＩＳ（自動識別装置）を搭載した複数の船舶１を示し、このような船舶１の船舶情報や位置情報は船舶１から通信により陸上の管理事務所（図示せず）に送られて把握される。然しながらこのようなＧＰＳと通信システムを搭載していない船舶からは船舶情報や位置情報を管理事務所に送ることはできず、従ってこれを把握することはできない。
【０００５】
図２１は、陸上レーダ２を用いてＧＰＳと通信システムを搭載していない船舶３の位置を把握できるようにした場合を示す。なお、図２１において４は工事エリアまたは管理エリアである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然しながら陸上レーダ２を用いたものでは、陸上レーダ２が大型であり高価なばかりでなく運用にあたり免許が必要であり、設置許可申請のための時間も必要である。また、海上レーダの画像と船の位置情報だけでは船の種類を知ることはできない。
【０００７】
本発明はこのような欠点を除くようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の船舶の運航管理方法は、レーダにより探査可能な複数の管理エリア内の夫々にＧＰＳと通信システムを有する移動式レーダ船を配置し、このレーダ船の位置と、上記レーダ船とこれに対応する上記エリア内に位置する対象船間の距離、方位を上記レーダ船から陸上の管理事務所に無線伝送し、上記レーダ船と対象船間の位置関係を画像上に合成して表示することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の船舶の運航管理方法は、レーダにより探査可能な複数の管理エリア内の夫々に旋回可能なカメラと、ＧＰＳと、通信システムを有する移動式レーダ船を配置し、このレーダ船の位置と、上記レーダ船とこれに対応する上記エリア内に位置する対象船間の距離、方位及びカメラの画像情報を上記レーダ船から陸上の管理事務所に無線伝送し、上記レーダ船と対象船間の位置関係を画像上に合成して表示し、上記エリア内の船舶の運行管理を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の船舶の運航管理方法では、上記管理事務所の情報を、レーダを有しなくても通信手段とパソコン表示を有した船舶に配信することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の船舶の運航管理方法では、上記レーダより取り込んだ画像の外側輪郭の増減と階調レベルの調整を行なって上記レーダの感度調整を達成せしめることを特徴とする。
【００１２】
本発明の船舶の運航管理装置は、レーダにより探査可能な複数の管理エリア内の夫々に配置したＧＰＳと通信システムを有する移動式レーダ船と、このレーダ船の位置と、上記レーダ船とこれに対応する上記エリア内に位置する対象船間の距離、方位を計測するため上記レーダ船に設けた計測手段と、この計測手段による計測情報を上記レーダ船から受け取る陸上の管理事務所と、この管理事務所に設けた上記レーダ船と対象船間の位置関係を画像上に合成して表示する手段とより成ることを特徴とする。
【００１３】
上記計測情報は、各レーダ船の位置情報と、レーダ船からみた対象船の相対方位と相対距離を示すデジタル情報と、ＧＰＳで観測したレーダ船の位置情報と、ジャイロコンパス等により測定したレーダ船の方位情報と通信手段を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の船舶の運航管理装置は、レーダにより探査可能な複数の管理エリア内の夫々に配置した旋回可能なカメラと、ＧＰＳと、通信システムを有する移動式レーダ船と、このレーダ船の位置と、上記レーダ船とこれに対応する上記エリア内に位置する対象船間の距離、方位及びカメラの画像情報を計測するため上記レーダ船に設けた計測手段と、この計測手段による計測情報を上記レーダ船から受け取る陸上の管理事務所と、この管理事務所に設けた上記レーダ船と対象船間の位置関係を画像上に合成して表示する手段とより成ることを特徴とする。
【００１５】
上記計測情報は、各レーダ船の位置情報と、レーダ船からみた対象船の相対方位と相対距離を示すデジタル情報と、ＧＰＳで観測したレーダ船の位置情報と、ジャイロコンパス等により測定したレーダ船の方位情報と、カメラの画像情報と、通信手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の船舶の運航管理方法及び装置によれば、
【００１７】
（１）安価で免許不要な移動式小型レーダにてシステム構築が可能である。
【００１８】
管理エリアの拡大と移動が容易である。
【００１９】
他の運航管理システムとの結合が可能である。
【００２０】
レーダ情報等必要な管理情報をレーダを有してない船へも、通信システムとパソコンがあればその船舶へ配信できる。
【００２１】
リアルタイムに表示することができる。
【００２２】
衝突防止警報を発することが可能となる。
【００２３】
航路や工事エリアの船舶の安全で効率の良い運航が可能となる。
【００２４】
また、カメラと組み合せることで、対象物の種類を明確に把握できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２６】
本発明においては図１及び図２に示すように小型のＧＰＳと通信システムと、３６０度旋回可能なテレビカメラを有する複数の、例えば２台の移動式レーダ船５をレーダにより探査可能な各管理エリア４内に夫々常駐せしめ、この移動式レーダ船５によってレーダのとどく範囲内に位置する上記各船舶１や３の位置情報を求め、これをカメラ情報と共に携帯電話や無線ＬＡＮなどの通信手段を用いて管理事務所に送信せしめる。
【００２７】
図３及び図４は夫々これら各レーダ船５から送られた対象船舶の情報を示す。
【００２８】
然しながら、上記図３及び図４に示す情報だけでは夫々のレーダ船５の位置と向きが不明なためこの情報を船舶３が同一のものであるとして合成することはできない。従って自船の位置をＧＰＳ等による測位システムで観測し、自船の方位をＧＰＳコンパスやジャイロ等により検出し、図５に示すように各レーダ船５から、自己の位置情報と、自船からみた対象船の相対方位と相対距離を示すレーダデジタル情報６と、ＧＰＳで観測した自船のＧＰＳ位置情報７と、ジャイロコンパス等により測定した自船のコンパス方位情報８とを自船内の制御部９に送り、データ通信部１０を介して陸上の集中管理事務所１１へ無線にて送信する。
【００２９】
集中管理事務所１１においては送られた各レーダ船５からの情報をデータ通信部１２で受け、演算処理合成部１３で各レーダ船５の絶対位置と絶対方位を演算し、合成して表示部１４に図６に示すように表示せしめる。
【００３０】
このような集中画面データを図５に示すように陸上の集中管理事務所１１から携帯電話等により必要な各船舶１に送信すれば、これら各船舶１はデータを表示部１４で表示でき、安全且つ能率的に運航できるようになり、また、船舶に衝突などの危険性のある場合には警報を発することも可能となる。
【実施例２】
【００３１】
なお、一般的なレーダは探査距離が１０〜２０海里であるため、更に広い範囲を管理する必要がある場合には例えば図７に示すように３台のレーダ船５を用いる。
【実施例３】
【００３２】
本発明においては、上記レーダの感度調整はレーダ自体が自動で或る程度調整できるようにしておき、微調整は集中管理事務所においてレーダより取り込んだ画像の外側輪郭の増減（太らすか細らす）を行なうことで行なう。
【００３３】
図８は生画像データ、図９は輪郭を減らした画像を示す。
【００３４】
色階調も同時に調整する。画像の受信感度に応じて図１０に示すように等高線状になった画像を、レベルごとにそれぞれ同じ操作を行う。例えば、図１１のように中心以外は画像を縮小すると同時に色も合わせて変化させ、同じ色のパターンで画像が小さくなるようにする。
【００３５】
また、上記レーダ情報とカメラ情報から各船舶１の種類を判定する。
【００３６】
また、レーダから送られて来る反射波の強度は反射面の地形や状況、距離、レーダ本体の機器のコンディション状態、大気の状況や霧・雨・雪・風による波の影響などにより、そのつど調整を行う必要がある。霧・雨・雪があると図１２に示すようにレーダー画像へ細かい、点があらわれる。画像処理で感度を落とせば、図１３に示すように、小さい点は消える。その上で、指定したドットの塊以下の画像を消すことで対応する。また、波があると図１４に示す画像の中心部に反射波の影響の画像が現れる。従って図１５に示すように指定した中心部の階調レベルを落とすと同時に、反射の弱い映像を消去する。
【００３７】
レーダ画像から、移動している船舶の座標を求める方法を以下説明する。
【００３８】
１）この処理のためには、刻々と変化する画像データを必要とする。しかし画像データは大きく、無線による伝送時間がかかったり、通信費が高くなり、実用的でない。
【００３９】
２）画像処理では、船舶が近くですれ違ったり、交差するときに座標の乗り移り現象や見失ったりする。そのために、人による操作も必要である。
【００４０】
このようなことを海上レーダを陸上で監視する方式に利用するために、船舶レーダに接続したパソコンと陸上パソコンの処理を、データ通信容量や操作性を考慮して、分けて処理する。
【００４１】
（船舶上での処理）
【００４２】
船舶原図と重心を求める
【００４３】
画像の塊の中で船の映像だと思われるサイズの画像の重心、たとえば、図１６においてＡ（Ｘ１，Ｙ１），Ｂ（Ｘ２，Ｙ２），Ｃ（Ｘ３，Ｙ３）を求め、重心のデータを集中管理事務所に送信する。この数値データは画像データに比較すると転送量は少なく、圧縮も効率が良い。
【００４４】
（陸上側パソコンでの処理）
【００４５】
移動中の船舶のベクトル情報を求める方法については知られている。前回と今回の座標の集団性（近傍）のあるものを探し、その位置関係をベクトル表示する。重心位置連続変化データ画像の集団性と連続性とベクトルを求める手法は、図１７に示す円内に次の座標があれば、これは同一船舶が移動していると考え、ベクトルは平均処理して最終的に図１８に示すように０と→で表示する。
【００４６】
なお、図１９は本発明の船舶の運行管理装置の説明図である。
【００４７】
本発明の船舶の運航管理方法及び装置の特徴は以下の通りである。
【００４８】
（１）移動式レーダ船にはＧＰＳと方位計の情報も同時に送られてくるので、表示部１４での座標のラップ部は自動的に船の座標と表示エリアをもとに構成される。
【００４９】
（２）また、表示エリア間を移動する船舶については、位置、方位、反射強度をもとに同一船舶である場合には１船舶として表示される。
【００５０】
（３）レーダのデータとＧＰＳと通信システムを利用した運航管理システムのデータは、表示エリア間を移動する船舶については、位置、方位、反射強度をもとに同一船舶である場合には１船舶として表示される。
【００５１】
（４）全ての船舶のベクトルにより衝突などの危険性のある場合にはアラームなどの警報をだす。
【００５２】
（５）３６０度旋回可能なテレビカメラからの情報と組み合せて対象物の種類を知る。
【００５３】
上記のように本発明の船舶の運航管理方法及び装置においては、安価で免許不要な移動式小型レーダにてシステム構築が可能であり、管理エリアの拡大、移動が容易であり、航路や工事エリアの船舶の安全で効率の良い運航が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】２台の移動式レーダ船を用いた本発明の船舶の運航管理方法及び装置の説明図である。
【図２】図１に示す船舶の位置関係説明図である。
【図３】レーダ船から送られる情報を示す画面である。
【図４】他のレーダ船から送られる情報を示す画面である。
【図５】本発明の船舶の運航管理方法及び装置のブロック図である。
【図６】本発明の船舶の運航管理方法及び装置によって得た合成画像の説明図である。
【図７】本発明の船舶の運航管理方法及び装置の他の実施例説明図である。
【図８】レーダからの画像データ説明図である。
【図９】図８の画像データの輪郭を消去した場合の説明図である。
【図１０】レーダからの画像の色階調を示す説明図である。
【図１１】図１０のレーダ画像データをレベルダウンせしめた場合の説明図である。
【図１２】霧・雨・雪がある場合のレーダ画像の説明図である。
【図１３】図１２に示すレーダ画像の画像処理感度を落として得た画像データの説明図である。
【図１４】波がある場合のレーダ画像の感度レベル分布説明図である。
【図１５】図１４のレーダ画像の処理の説明図である。
【図１６】船舶原と重心位置の説明図である。
【図１７】陸上側でのパソコン処理の説明図である。
【図１８】図１７で示した船舶のベクトル情報説明図である。
【図１９】本発明の船舶の運行管理装置の説明図である。
【図２０】従来の船舶の運航管理システムの説明図である。
【図２１】従来の他の船舶の運航管理システムの説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１船舶
２陸上レーダ
３船舶
４管理エリア
５レーダ船
６レーダデジタル情報
７ＧＰＳ位置情報
８コンパス方位情報
９制御部
１０データ通信部
１１集中管理事務所
１２データ通信部
１３演算処理合成部
１４表示部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダにより探査可能な複数の管理エリア内の夫々にＧＰＳと通信システムを有する移動式レーダ船を配置し、このレーダ船の位置と、上記レーダ船とこれに対応する上記エリア内に位置する対象船間の距離、方位を上記レーダ船から陸上の管理事務所に無線伝送し、上記レーダ船と対象船間の位置関係を画像上に合成して表示することを特徴とする船舶の運航管理方法。
【請求項２】
レーダにより探査可能な複数の管理エリア内の夫々に旋回可能なカメラと、ＧＰＳと、通信システムを有する移動式レーダ船を配置し、このレーダ船の位置と、上記レーダ船とこれに対応する上記エリア内に位置する対象船間の距離、方位及びカメラの画像情報を上記レーダ船から陸上の管理事務所に無線伝送し、上記レーダ船と対象船間の位置関係を画像上に合成して表示し、上記エリア内の船舶の運行管理を行うことを特徴とする船舶の運航管理方法。
【請求項３】
上記管理事務所の情報を、レーダを有しなくても通信手段とパソコン表示を有した船舶に配信することを特徴とする請求項１または２記載の船舶の運航管理方法。
【請求項４】
上記レーダより取り込んだ画像の外側輪郭の増減と階調レベルの調整を行なって上記レーダの感度調整を達成せしめることを特徴とする請求項２記載の船舶の運航管理方法。
【請求項５】
レーダにより探査可能な複数の管理エリア内の夫々に配置したＧＰＳと通信システムを有する移動式レーダ船と、このレーダ船の位置と、上記レーダ船とこれに対応する上記エリア内に位置する対象船間の距離、方位を計測するため上記レーダ船に設けた計測手段と、この計測手段による計測情報を上記レーダ船から受け取る陸上の管理事務所と、この管理事務所に設けた上記レーダ船と対象船間の位置関係を画像上に合成して表示する手段とより成ることを特徴とする船舶の運航管理装置。
【請求項６】
上記計測情報が、各レーダ船の位置情報と、レーダ船からみた対象船の相対方位と相対距離を示すデジタル情報と、ＧＰＳで観測したレーダ船の位置情報と、ジャイロコンパス等により測定したレーダ船の方位情報と通信手段を含むことを特徴とする請求項５記載の船舶の運航管理装置。
【請求項７】
レーダにより探査可能な複数の管理エリア内の夫々に配置した旋回可能なカメラと、ＧＰＳと、通信システムを有する移動式レーダ船と、このレーダ船の位置と、上記レーダ船とこれに対応する上記エリア内に位置する対象船間の距離、方位及びカメラの画像情報を計測するため上記レーダ船に設けた計測手段と、この計測手段による計測情報を上記レーダ船から受け取る陸上の管理事務所と、この管理事務所に設けた上記レーダ船と対象船間の位置関係を画像上に合成して表示する手段とより成ることを特徴とする船舶の運航管理装置。
【請求項８】
上記計測情報が、各レーダ船の位置情報と、レーダ船からみた対象船の相対方位と相対距離を示すデジタル情報と、ＧＰＳで観測したレーダ船の位置情報と、ジャイロコンパス等により測定したレーダ船の方位情報と、カメラの画像情報と、通信手段を含むことを特徴とする請求項７記載の船舶の運航管理装置。

【図１】