JP7724231B2 - 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム - Google Patents
船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラムInfo
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Description
本発明は、船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラムに関する。
従来、船舶同士が衝突するリスクを評価する種々の手法が存在する。例えば、非特許文献１には、ＯＺＴ（Obstacle Zone by Target）をリスク領域として表示する手法が開示されている。
今津隼馬，福戸淳司，沼野正義，"相手船による妨害ゾーンとその表示について"，日本航海学会論文集，2002年，Vol.107，p.191-197
ところで、ＯＺＴをリスク領域として表示する手法では、他船の予測針路上に複数の円形のＯＺＴが重なり合って表示されるため、視認性が低いことがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、リスク領域の視認性の向上を図ることが可能な船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラムを提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の一の態様の船舶監視システムは、第１船舶の位置及び速度を表す第１船舶データを生成する第１データ生成部と、第２船舶の位置及び速度を表す第２船舶データを生成する第２データ生成部と、前記第１船舶データ及び前記第２船舶データに基づいて、前記第２船舶の予測針路上の各点について、前記第１船舶が変針して前記各点に到達すると仮定したときに、前記第１船舶と前記第２船舶とが衝突するリスクを表すリスク値を算出するリスク値算出部と、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を特定する範囲特定部と、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を含むリスク領域を表示する表示部と、を備える。
また、本発明の他の態様の船舶監視方法は、第１データ生成部により、第１船舶の位置及び速度を表す第１船舶データを生成し、第２データ生成部により、第２船舶の位置及び速度を表す第２船舶データを生成し、前記第１船舶データ及び前記第２船舶データに基づいて、前記第２船舶の予測針路上の各点について、前記第１船舶が変針して前記各点に到達すると仮定したときに、前記第１船舶と前記第２船舶とが衝突するリスクを表すリスク値を算出し、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を特定し、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を含むリスク領域を表示する。
また、本発明の他の態様の情報処理装置は、第１船舶の位置及び速度を表す第１船舶データ及び第２船舶の位置及び速度を表す第２船舶データに基づいて、前記第２船舶の予測針路上の各点について、前記第１船舶が変針して前記各点に到達すると仮定したときに、前記第１船舶と前記第２船舶とが衝突するリスクを表すリスク値を算出するリスク値算出部と、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を特定する範囲特定部と、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を含むリスク領域を表示する表示制御部と、を備える。
また、本発明の他の態様のプログラムは、第１船舶の位置及び速度を表す第１船舶データ及び第２船舶の位置及び速度を表す第２船舶データに基づいて、前記第２船舶の予測針路上の各点について、前記第１船舶が変針して前記各点に到達すると仮定したときに、前記第１船舶と前記第２船舶とが衝突するリスクを表すリスク値を算出すること、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を特定すること、及び、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を含むリスク領域を表示すること、をコンピュータに実行させる。
本発明によれば、リスク領域の視認性の向上を図ることが可能となる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施形態に係る船舶監視システム１００の構成例を示すブロック図である。実施形態に係る船舶監視方法は、船舶監視システム１００において実現される。船舶監視システム１００は、船舶に搭載され、周囲に存在する船舶を監視するためのシステムである。
船舶監視システム１００が搭載された船舶は、第１船舶の例であり、以下の説明では「自船」という。また、自船の周囲に存在する船舶は、第２船舶の例であり、以下の説明では「他船」という。
また、以下の説明において、「速度」は速さと方位を表すベクトル量（いわゆる、船速ベクトル）であるとし、「速さ」はスカラー量であるとする。
船舶監視システム１００は、情報処理装置１、表示部２、レーダー３、ＡＩＳ４、ＧＮＳＳ受信機５、ジャイロコンパス６、ＥＣＤＩＳ７、及び警報部８を備えている。これらの機器は、例えばＬＡＮ等のネットワークＮに接続されており、相互にネットワーク通信が可能である。
情報処理装置１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、及び入出力インターフェース等を含むコンピュータである。情報処理装置１のＣＰＵは、ＲＯＭ又は不揮発性メモリからＲＡＭにロードされたプログラムに従って情報処理を実行する。
プログラムは、例えば光ディスク又はメモリカード等の情報記憶媒体を介して供給されてもよいし、例えばインターネット又はＬＡＮ等の通信ネットワークを介して供給されてもよい。
表示部２は、例えばタッチセンサ付き表示装置である。タッチセンサは、指等による画面内の指示位置を検出する。タッチセンサに限らず、トラックボール等により指示位置が入力されてもよい。
レーダー３は、自船の周囲に電波を発するとともにその反射波を受信し、受信信号に基づいてエコーデータを生成する。また、レーダー３は、エコーデータから物標を識別し、物標の位置及び速度を表す物標追跡データ（ＴＴデータ）を生成する。
ＡＩＳ（Automatic Identification System）４は、自船の周囲に存在する他船又は陸上の管制からＡＩＳデータを受信する。ＡＩＳに限らず、ＶＤＥＳ（VHF Data Exchange System）が用いられてもよい。ＡＩＳデータは、他船の位置及び速度等を含んでいる。
ＧＮＳＳ受信機５は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）から受信した電波に基づいて自船の位置を検出する。ジャイロコンパス６は、自船の方位を検出する。ジャイロコンパスに限らず、ＧＰＳコンパス又は磁気コンパスが用いられてもよい。
ＥＣＤＩＳ（Electronic Chart Display and Information System）７は、ＧＮＳＳ受信機５から自船の位置を取得し、電子海図上に自船の位置を表示する。また、ＥＣＤＩＳ７は、電子海図上に自船の予定航路も表示する。ＥＣＤＩＳに限らず、ＧＮＳＳプロッタが用いられてもよい。
警報部８は、自船が他船と衝突するリスクがある場合に警報を発報する。警報部８は、例えば表示による警報であってもよいし、音又は光による警報であってもよい。表示による警報は、表示部２において行われてもよい。すなわち、表示部２が警報部８を兼ねてもよい。
本実施形態において、情報処理装置１は独立した装置であるが、これに限らず、ＥＣＤＩＳ７等の他の装置と一体であってもよい。すなわち、情報処理装置１の機能部がＥＣＤＩＳ７等の他の装置で実現されてもよい。
また、表示部２も独立した装置であるが、これに限らず、ＥＣＤＩＳ７等の他の装置の表示部が、情報処理装置１により生成された画像を表示する表示部２として用いられてもよい。
本実施形態において、ＧＮＳＳ受信機５とＥＣＤＩＳ７の組は、第１データ生成部の例であり、自船の位置及び速度を表す自船データを生成する。具体的には、ＧＮＳＳ受信機５が自船の位置を検出するとともに、ＥＣＤＩＳ７が自船の位置の時間変化から自船の速度を検出する。
これに限らず、自船の速度は、ジャイロコンパス６により検出される自船の方位と、不図示の船速計により検出される自船の速さとに基づいて検出されてもよい。
また、レーダー３又はＡＩＳ４は、第２データ生成部の例であり、他船の位置及び速度を表す他船データを生成する。具体的には、レーダー３により生成されるＴＴデータが他船データに相当する。また、ＡＩＳ４により生成されるＡＩＳデータも他船データに相当する。
図２は、情報処理装置１のメモリに構築される他船管理データベースの例を示す図である。他船管理データベースには、レーダー３又はＡＩＳ４により生成された他船データが登録される。
他船管理データベースは、「他船識別子」、「位置」、「速さ」、及び「方位」等のフィールドを含んでいる。なお、レーダー３により検出される他船の位置及び方位は、ＧＮＳＳと同じ座標系に変換される。
図３は、ＯＺＴの表示例（従来例）を示す図である。ＯＺＴ（Obstacle Zone by Target）は、自船の航行が他船によって妨害されるゾーンであり、他船の予測針路上に表示される。
ＯＺＴを表示する手法では、他船の予測針路上に離散的に設定された複数の判定点のそれぞれで衝突のリスク値が算出され、リスク値が閾値以上の判定点に円形のＯＺＴが表示される。リスク値が閾値以上の判定点が連続する場合、重複して描画される複数のＯＺＴの縁に凹凸が生じて、視認性が低下するおそれがある。
判定点の間隔をより短くすることで、複数のＯＺＴの縁の凹凸を目立たなくすることは可能であるが、演算負荷が増大する問題が生じる。一方、判定点の間隔をＯＺＴの直径より長くしてしまうと、ＯＺＴを表示すべき位置にＯＺＴが表示されなくなるため、判定点の間隔はＯＺＴの直径以下に制限される。
そこで、本実施形態では、以下に説明するように、２以上の判定点を含む包括的なＯＺＴをリスク領域として表示することによって視認性の向上を図っている。
図４は、実施形態に係る船舶監視方法を実現する、実施形態に係る情報処理装置１の構成例を示す図である。情報処理装置１は、リスク値算出部１１、ＯＺＴ範囲特定部１２、及び表示制御部１３を備えている。これらの機能部は、情報処理装置１のＣＰＵがプログラムに従って情報処理を実行することにより実現される。図５は、包括ＯＺＴの表示例を示す図である。包括ＯＺＴは、リスク領域の例である。
リスク値算出部１１は、自船データ及び他船データに基づいて、他船の予測針路上の各判定点について、自船が変針して各判定点に到達すると仮定したときに、自船と他船とが衝突するリスクを表すリスク値を算出する。リスク値の算出には、ＯＺＴを表示するための公知の手法が用いられる。
具体的には、リスク値算出部１１は、自船が速さを維持しつつ現在の位置から変針して判定点に到達し、且つ、他船が現在の位置から速度を維持して判定点に到達すると仮定したときの、自船と他船が同時に判定点に存在する確率を衝突のリスク値として算出する。そして、リスク値が閾値以上の点をＯＺＴ表示点とする。
ＯＺＴ範囲特定部１２は、リスク値が閾値以上の点（ＯＺＴ表示点）が２以上連続する範囲を、ＯＺＴ表示範囲として特定する。具体的には、ＯＺＴ範囲特定部１２は、ＯＺＴ表示点が２以上連続する範囲のうちの、始点となるＯＺＴ表示点と終点となるＯＺＴ表示点とを特定する。
表示制御部１３は、リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲（ＯＺＴ表示範囲）を含む包括ＯＺＴを、表示部２（図１参照）に表示する。図５に示すように、表示される画像には、自船のシンボル、自船の船首線、他船のシンボル、他船の予測針路とともに、包括ＯＺＴが表示される。
具体的には、包括ＯＺＴは、他船の予測針路と同方向に延びた形状、例えば両端が半円の角丸長方形状を有している。これに限らず、包括ＯＺＴは、楕円形状などであってもよい。包括ＯＺＴの縁のうち、始点と終点の間の部分は他船の予測針路に沿って延びる直線（以下、包絡線という）となっている。
包括ＯＺＴの包絡線と他船の予測針路との間隔、並びに包括ＯＺＴの両端の半円の半径には、従来の円形のＯＺＴ（図３参照）の半径と同様に、予め定められた安全離隔距離が用いられる。
なお、上記の説明では、包括ＯＺＴの両端の半円を繋ぐ直線を便宜的に「包絡線」と呼んでいるが、実際に判定点の間隔を微小にして多数の円形のＯＺＴを並べることで包絡線を得ている訳ではない。
以上のように、本実施形態では、リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲に包括ＯＺＴを表示するため、視認性の向上を図ることが可能となる。特に、包括ＯＺＴは、他船の予測針路に沿って延びる直線状の縁を有するため、従来の凹凸上の縁と比較して、視認性が向上している。
図６に示すように、表示制御部１３は、包括ＯＺＴに含まれる各判定点のリスク値に応じて、包括ＯＺＴの表示態様を変更してもよい。具体的には、包括ＯＺＴの各判定点が属する部分の濃淡が、例えばリスク値が高くなるほど濃くなるように変更される。これに限らず、色又はテクスチャ等の他の表示態様が変更されてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が当業者にとって可能であることはもちろんである。
１ 情報処理装置、２ 表示部、３ レーダー、４ ＡＩＳ、５ ＧＮＳＳ受信機、６ ジャイロコンパス、７ ＥＣＤＩＳ、８ 警報部、１１ リスク値算出部、１２ ＯＺＴ範囲特定部、１３ 表示制御部、１００ 船舶監視システム
Claims (11)
- 第１船舶の位置及び速度を表す第１船舶データを生成する第１データ生成部と、
第２船舶の位置及び速度を表す第２船舶データを生成する第２データ生成部と、
前記第１船舶データ及び前記第２船舶データに基づいて、前記第２船舶の予測針路上の各点について、前記第１船舶が変針して前記各点に到達すると仮定したときに、前記第１船舶と前記第２船舶とが衝突するリスクを表すリスク値を算出するリスク値算出部と、
前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を特定する範囲特定部と、
前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を含むリスク領域を表示する表示部と、
を備える、船舶監視システム。 - 前記範囲特定部は、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲の始点及び終点を特定する、
請求項１に記載の船舶監視システム。 - 前記リスク領域は、前記第２船舶の予測針路と同方向に延びる、
請求項１または２に記載の船舶監視システム。 - 前記リスク領域の縁のうち、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲の始点と終点の間の部分は、前記第２船舶の予測針路に沿って延びる、
請求項１ないし３の何れかに記載の船舶監視システム。 - 前記表示部は、前記リスク領域に含まれる前記各点の前記リスク値に応じて、前記リスク領域の表示態様を変更する、
請求項１ないし４の何れかに記載の船舶監視システム。 - 前記表示部は、前記リスク領域に含まれる前記各点の前記リスク値に応じて、前記リスク領域の前記各点が属する部分の濃淡を変更する、
請求項５に記載の船舶監視システム。 - 前記第１データ生成部は、前記第１船舶に搭載され、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）から受信した電波に基づいて前記第１船舶の位置を検出するＧＮＳＳ受信機を含む、
請求項１ないし６の何れかに記載の船舶監視システム。 - 前記第２データ生成部は、前記第１船舶に搭載され、前記第１船舶の周囲に発せられた電波の反射波を受信して生成されたエコーデータから前記第２船舶の位置及び速度を検出するレーダーを含む、
請求項１ないし７の何れかに記載の船舶監視システム。 - 第１データ生成部により、第１船舶の位置及び速度を表す第１船舶データを生成し、
第２データ生成部により、第２船舶の位置及び速度を表す第２船舶データを生成し、
リスク値算出部により、前記第１船舶データ及び前記第２船舶データに基づいて、前記第２船舶の予測針路上の各点について、前記第１船舶が変針して前記各点に到達すると仮定したときに、前記第１船舶と前記第２船舶とが衝突するリスクを表すリスク値を算出し、
範囲特定部により、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を特定し、
表示部により、前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を含むリスク領域を表示する、
船舶監視方法。 - 第１船舶の位置及び速度を表す第１船舶データ及び第２船舶の位置及び速度を表す第２船舶データに基づいて、前記第２船舶の予測針路上の各点について、前記第１船舶が変針して前記各点に到達すると仮定したときに、前記第１船舶と前記第２船舶とが衝突するリスクを表すリスク値を算出するリスク値算出部と、
前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を特定する範囲特定部と、
前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を含むリスク領域を表示する表示制御部と、
を備える、情報処理装置。 - 第１船舶の位置及び速度を表す第１船舶データ及び第２船舶の位置及び速度を表す第２船舶データに基づいて、前記第２船舶の予測針路上の各点について、前記第１船舶が変針して前記各点に到達すると仮定したときに、前記第１船舶と前記第２船舶とが衝突するリスクを表すリスク値を算出すること、
前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を特定すること、及び、
前記リスク値が閾値以上の点が２以上連続する範囲を含むリスク領域を表示すること、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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