JPH09257918A - 航行安全支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 船舶の大きさ及び障害物の大きさを加味した
衝突警報が提供でき、最適な障害物の避航に関する操船
情報を自動的に提供することができる航行安全支援装置
を提供する。 【解決手段】 航行予定入力手段１３及び環境情報入力
手段１４に航行予定及び環境情報が入力され、その入力
された情報に基づいて、航行状況を評価し、その航行状
況の評価が、あらかじめ設定されたしきい値を越えたも
のに対してはその映像位置の情報を出力し、その映像位
置を海上監視用表示手段１２に表示させると共に、障害
物に対して最適に避航するために必要な変針量を算出
し、その情報を付加した画面を前記海上監視用表示手段
１２に表示させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】海上監視レーダにおける船舶
航行の安全を支援する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、船舶に搭載される装置には、自動
レーダプロッティング援助装置（ＡＲＰＡ）に関する基
準により、２船舶間の衝突危険に対しＣＰＡ（最接近距
離）／ＴＣＰＡ（最接近距離到達時間）方式による衝突
警報が要求されている。ここで、ＣＰＡ（最接近距離）
／ＴＣＰＡ（最接近距離到達時間）方式での衝突警報
は、現在追尾中の他船と自船が、今後も現在の針路と速
度をそのまま維持するものとして、将来の両船の予測位
置とその船間距離を逐次算出して、予め衝突のおそれが
ある危険状態になるＣＰＡ（最接近距離）／ＴＣＰＡ
（最接近距離到達時間）以下になるか否かを判断して警
報を発生させることにより、両船の衝突を予防するもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような、従来の
装置は、船舶に搭載されるレーダ装置に関する技術であ
り、基本的には自船中心に付近の海域に存在する比較的
少数の特定他船との関係を監視するものである。したが
って、例えば、広範囲な監視海域を持ち該海域に存在す
る比較的多数の全船舶を監視する陸上設置の海上監視レ
ーダでは運用方法などが異なるのでそのまま適応するこ
とができないという問題点があった。

【０００４】また、上記のＣＰＡ／ＴＣＰＡ方式による
衝突警報の演算では衝突危険の対象となる２船舶の大き
さを考慮して処理していないため、最適な避航に関する
情報を自動的に提供することができないという問題点が
あった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る航行安全支
援装置は、外部のレーダ装置が所定の監視対象領域内に
送信した直接電波によるその監視前記領域内の各物標か
らの反射電波を受信し追尾する物標追尾手段と、物標追
尾手段により追尾された物標位置を観測に用いる測地系
へ座標変換する座標交換手段と、座標変換手段により変
換された座標上の物標位置を監視するために、物標追尾
手段の処理結果を予め設定された条件に従って表示する
海上監視用表示手段と、海上監視用表示手段の表示に基
づいて操船情報を含む航行予定が入力される航行予定入
力手段と、海上監視用表示手段の表示に基づいて航行船
舶の位置に対応する少なくとも障害物の環境情報が入力
される環境情報入力手段と、航行予定入力手段及び環境
情報入力手段に入力された航行予定及び環境情報に基づ
いて、航行状況を評価し、その航行状況の評価が、あら
かじめ設定されたしきい値を越えたものに対してはその
映像位置の情報を出力する航行状況評価手段と、座標変
換手段及び航行状況評価手段からの情報が入力され、航
行状況の評価がしきい値を越えた映像位置を海上監視用
表示手段に表示させると共に、障害物に対して最適に避
航するために必要な変針量を算出し、その情報を付加し
た画面を海上監視用表示手段に表示させる航行安全支援
手段とを備え、航行安全支援手段により、障害物に対し
て最適に避航するために必要な変針量を算出するように
した。

【０００６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、本発明の一実施の形態に係るレ
ーダ映像表示装置の構成を示すブロック図である。図に
おいて、１０は外部のレーダ装置（図示せず）が所定の
監視対象領域内に送信した直接電波による、その送信し
た領域内の各物標からの反射電波を受信し追尾する物標
追尾手段、１１は物標追尾手段１０により追尾された物
標位置を観測に用いる測地系へ座標変換する座標変換手
段、１２は座標変換手段１１により変換された座標上の
物標位置を監視するために物標追尾手段１０の処理結果
を予め設定された条件に従って表示させる海上監視用表
示手段である。

【０００７】１３は海上監視用表示手段１２により発見
された環境状況に対応した操船情報を含む航行予定が入
力される航行予定入力手段、１４は航行船舶の位置など
に対応する障害物などの環境情報が入力される環境情報
入力手段、１５は航行予定入力手段１３及び環境情報入
力手段１４により入力された航行予定及び環境情報に基
づいて航行状況を評価し、その航行状況の評価が、ある
しきい値を越えたものに対してはその映像位置の情報を
出力する航行状況評価手段、１６は座標変換手段１１及
び航行状況評価手段１５からの映像情報が入力され、あ
るしきい値を越えた映像位置を海上監視用表示手段１２
に表示させ、障害物に対して最適に避航するために必要
な変針量を算出し、その情報を付加した画面を海上監視
用表示手段１２に表示させる航行安全支援手段である。
なお、海上監視用表示手段１２の表示は、レーダ装置か
らの生の画面か航行安全支援手段１６による表示かを予
め外部の操作器などによって設定できるようになってい
る。

【０００８】次に、航行安全支援手段１６による変針量
の算出動作について説明する。図２は地点通過前の変針
量の算出動作を説明するための説明図である。図２にお
いては、特定の船舶位置Ａからその船舶の例えば計画針
路Ｘ（この計画針路Ｘは航行予定入力手段１３からの情
報により決定されている）前方で任意の通過地点Ｂに障
害物がある場合に、通過地点Ｂから距離Ｌの円周上のｃ
地点に到達するまでに必要な変針量ｄｙを算出してい
る。

【０００９】ここで、例えば予め設定された値などから
算出可能な船舶Ａの大きさを含めた障害物の大きさをＬ
（なお、この障害物の大きさＬは例えばレーダで観測な
どから得られるものであり、環境情報入力手段１４から
その情報が入力されるものである）としている。

【００１０】なお、この船舶Ａの大きさを含めた障害物
の大きさは、例えば船舶の大きさの最大をとり船体長を
直径とする円の半径の値と、障害物の最大の大きさを直
経とする円の半径の値を加算した値であり、それぞれの
円の中心が船舶Ａの位置及び障害物である通過地点Ｂの
位置となる。

【００１１】そして、船舶位置Ａを通り通過地点Ｂの位
置を中心とする半径Ｌの円周上の地点ｃで接する半直線
をＡＺ、この半直線ＡＺと半直線のＡＸに対して通過地
点Ｂから垂直線となる半直線ＢＹとの交点をｂで表して
いる。

【００１２】すなわち、船舶位置Ａから地点ｃまでは、
例えば直進し、地点ｃからこの地点ｂ（最も近い通過地
点Ｂからの距離がＬとなる円周上の地点ｂに相当する位
置）までの最適な軌跡は半径Ｌの弧となるので、その軌
跡となるよう変針すれば良いことになる。なお、通過地
点Ｂの位置を中心とする半径Ｌの円周上において、地点
ｂの位置が存在する（衝突確率に相当する）確率の値
は、一般的に一定となっている。

【００１３】そして、半直線ＡＺは、ａ，ｂ＞Ｌ＞０の
条件で ａ，ｂを通る直線であり、その直線は、 ｘ／ａ＋ｙ／ｂ＝１ で表され、また、この式から通過地点Ｂから円周上の地
点ｃまでの距離ｄ（観測などで既知となるＬに相当する
値）は、ｄ＝ａｂ／（ｂ² ＋ａ² ）^1/2 となる。

【００１４】従って、ｄ≧Ｌを満足できる（地点ｂの通
過となる）ｃ地点に到達するまでに必要な変針量ｄｙを
算出し、その変針量ｄｙを出力する。このように、変針
量を求めて、計画針路Ｘ前方で任意の通過地点Ｂに障害
物がある場合に、障害物に対して最適に避航するために
必要な変針量を算出して、安全な航行ができるようにな
っている。

【００１５】また、図３は地点通過後の変針量の算出動
作を説明するための説明図である。図３では、地点通過
後、特定の船舶位置Ａから目的位置Ｂに行く場合の、こ
の通過地点Ｂから距離Ｌの円周上のｃ地点に到達するま
でに必要な変針量ｄｙを算出している。なお、地点通過
後の変針量の算出動作は、地点通過前の変針量の算出動
作と逆の関係になるだけで、その動作は同様となる。

【００１６】この実施の形態では、航行安全支援手段１
６により、障害物に対して最適に避航するために必要な
変針量を算出するようにしたので、船舶の大きさ及び障
害物の大きさを加味した衝突警報が提供でき、最適な障
害物の避航に関する操船情報を自動的に提供することが
可能となる。

【００１７】実施の形態２．図４は本発明の他の実施の
形態に係るレーダ映像表示装置の構成を示すブロック図
である。図において、１７は物標追尾手段１０からの情
報及び予め設定された処理条件に基づいて、航行予定及
び環境情報を自動的に検出し、検出した情報を航行予定
入力手段１３及び環境情報入力手段１４に出力する環境
状況検出手段であり、他の構成は実施の形態１と同様で
ある。

【００１８】この実施の形態は、環境状況検出手段１７
により、航行予定及び環境情報を自動的に検出し、その
検出した情報を、航行予定入力手段１３及び環境情報入
力手段１４に出力するものであり、航行予定入力手段１
３及び環境情報入力手段１４に、検出した航行予定及び
環境情報を入力させた後の動作は、実施の形態１と同様
である。

【００１９】この実施形態では、環境状況検出手段１７
により、航行予定及び環境情報を自動的に検出するよう
にしたので、観測による入力をすることなく、船舶の大
きさ及び障害物の大きさを加味した衝突警報が提供で
き、最適な障害物の避航に関する操船情報を自動的に提
供することが可能となる。

【００２０】なお、この実施の形態１、２では、陸上設
置の監視レーダに適用するものであるが、船舶に搭載さ
れるレーダ装置にも適応するようにしてもよい。また、
航行安全支援手段から障害物に対して最適に避航するた
めに必要な変針量の制御信号を外部の操船制御器（図示
せず）に出力するようにすることにより、自動航行に有
効利用することができる。

【００２１】また、上記の障害物としては、船舶、橋な
どの建造物、陸地や島など何であってもよい。例えば、
特定の船舶から見たその他の船舶などの相対運動で考え
ると障害物が移動しても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、航行安全
支援手段により、障害物に対して最適に避航するために
必要な変針量を算出するようにしたので、船舶の大きさ
及び障害物の大きさを加味した衝突警報が提供でき、最
適な障害物の避航に関する操船情報を自動的に提供する
ことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るレーダ映像表示装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】地点通過前の変針量の算出動作を説明するため
の説明図である。

【図３】地点通過後の変針量の算出動作を説明するため
の説明図である。

【図４】本発明の他の実施の形態に係るレーダ映像表示
装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ 物標追尾手段 １１ 座標変換手段 １２ 海上監視用表示手段 １３ 航行予定入力手段 １４ 環境情報入力手段 １５ 航行状況評価手段 １６ 航行安全支援手段 １７ 環境状況検出手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部のレーダ装置が所定の監視対象領域
   内に送信した直接電波によるその監視前記領域内の各物
   標からの反射電波を受信し追尾する物標追尾手段と、 前記物標追尾手段により追尾された物標位置を観測に用
   いる測地系へ座標変換する座標交換手段と、 前記座標変換手段により変換された座標上の物標位置を
   監視するために、前記物標追尾手段の処理結果を予め設
   定された条件に従って表示する海上監視用表示手段と、 前記海上監視用表示手段の表示に基づいて操船情報を含
   む航行予定が入力される航行予定入力手段と、 前記海上監視用表示手段の表示に基づいて航行船舶の位
   置に対応する少なくとも障害物の環境情報が入力される
   環境情報入力手段と、 前記航行予定入力手段及び環境情報入力手段に入力され
   た航行予定及び環境情報に基づいて、航行状況を評価
   し、その航行状況の評価が、あらかじめ設定されたしき
   い値を越えたものに対してはその映像位置の情報を出力
   する航行状況評価手段と、 前記座標変換手段及び航行状況評価手段からの情報が入
   力され、航行状況の評価がしきい値を越えた映像位置を
   前記海上監視用表示手段に表示させると共に、障害物に
   対して最適に避航するために必要な変針量を算出し、そ
   の情報を付加した画面を前記海上監視用表示手段に表示
   させる航行安全支援手段とを備えたことを特徴とする航
   行安全支援装置。
2. 【請求項２】 前記航行安全支援手段は、更に、算出し
   た障害物に対して最適に避航するために必要な変針量の
   制御信号を、外部の自動操船の制御を行う制御装置に出
   力することを特徴とする請求項１記載の航行安全支援装
   置。
3. 【請求項３】 前記物標追尾手段からの情報に基づい
   て、操船情報を含む航行予定及び航行船舶の位置に対応
   する少なくとも障害物の環境情報を検出し、前記航行予
   定入力手段に検出した航行予定を入力し、前記環境情報
   入力手段に検出した環境情報を入力する環境状況検出手
   段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の航行
   安全支援装置。