WO2023176640A1 - 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

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WO2023176640A1
WO2023176640A1 PCT/JP2023/008842 JP2023008842W WO2023176640A1 WO 2023176640 A1 WO2023176640 A1 WO 2023176640A1 JP 2023008842 W JP2023008842 W JP 2023008842W WO 2023176640 A1 WO2023176640 A1 WO 2023176640A1
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ship
distance
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正浩 加藤
秦 松崎
将大 加藤
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Pioneer Smart Sensing Innovations Corp
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Pioneer Corp
Pioneer Smart Sensing Innovations Corp
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Definitions

  • the present disclosure relates to processing when a ship berths.
  • Patent Document 1 discloses, in an automatic berthing device that automatically berths a ship, control that changes the attitude of the ship so that light emitted from a lidar is reflected by objects around the berthing position and received by the lidar. The method to do this is described.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and its main purpose is to provide an information processing device that can calculate parameters used in berthing support with high accuracy.
  • the claimed invention is an information processing device, which is a collection of data specified by a set of an index representing a horizontal position and an index representing a vertical position generated by a measuring device installed on a ship.
  • an acquisition means for acquiring certain measurement data; and a nearest neighbor point for extracting the data representing the nearest neighbor point closest to the reference point of the ship from the data representing the measured point at the berthing location for each index representing the position in the lateral direction.
  • a reference point setting means for setting the reference point at the next processing time based on the nearest neighbor point.
  • the claimed invention is a control method executed by a computer, which is specified by a set of an index representing a horizontal position and an index representing a vertical position generated by a measuring device installed on a ship. and extracting the data representing the nearest neighbor point closest to the reference point of the ship for each index representing the position in the lateral direction from the data representing the measured point at the berthing location. , the reference point at the next processing time is set based on the nearest neighbor point.
  • the claimed invention is a program, which is a set of data specified by a set of an index representing a horizontal position and an index representing a vertical position generated by a measuring device installed on a ship. Obtain certain measurement data, extract the data representing the nearest neighbor point closest to the reference point of the ship from the data representing the measured point at the berthing location for each index representing the horizontal position, and Based on this, the computer is caused to execute processing for setting the reference point at the next processing time.
  • FIG. 3 is a top view illustrating the visual range of a ship and a rider included in the navigation support system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of an information processing device. Functional block diagram regarding berthing support processing. A diagram showing how the rider captures the quay that approaches the shore. A perspective view of a quay that clearly shows the straight line of the berthing side. The figure which shows an example of the data structure of reliability information. The figure which shows an example of the index and reliability included in reliability information. An overhead view of the target ship and berthing location clearly showing the indicators shown in FIG. 5B.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an overview of processing related to setting a reference point on the ship side in the first embodiment.
  • FIG. 1 A diagram showing an example of a case where an appropriate nearest neighbor point can be extracted when the distance from the ship to the berth is long.
  • the figure which shows the example when the position where a rider is installed is set as the reference point R, and the nearest point is extracted.
  • 2 is a flowchart showing an overview of berthing support processing in the first embodiment.
  • 5 is a flowchart illustrating an example of a process related to setting a reference point.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a situation where the second embodiment is applicable.
  • FIG. 3 is a top view illustrating the visual range of a ship and a rider included in the navigation support system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an overview of processing related to extraction of nearest neighbor point MPA.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the nearest neighbor point MPA extracted by the process shown in FIG. 12; A top view clearly showing the berthing side straight line L and the extraction window EWA.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an overview of processing related to extraction of the nearest neighbor point MPB.
  • 15 is a diagram showing an example of the nearest neighbor point MPB extracted by the process shown in FIG. 14.
  • FIG. FIG. 7 is a top view clearly showing the extraction window EWB.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an overview of berthing support processing in the second embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a case where a plurality of fenders of different sizes are provided outside the visual field of a rider.
  • a top view clearly showing the difference value ⁇ d rf .
  • the flowchart which shows an example of the process based on calculation of the shortest distance from a ship to a fender.
  • a top view clearly showing the distance d f_min .
  • the information processing device collects a set of data specified by a set of an index representing a horizontal position and an index representing a vertical position generated by a measuring device installed on a ship.
  • the method includes neighbor point extraction means, and reference point setting means for setting the reference point at the next processing time based on the nearest neighbor point.
  • the above information processing device includes an acquisition means, a nearest neighbor point extraction means, and a reference point setting means.
  • the acquisition means acquires measurement data that is a set of data specified by a set of an index representing a position in the horizontal direction and an index representing a position in the vertical direction, which are generated by a measurement device installed on the ship.
  • the nearest point extracting means extracts the data representing the nearest point closest to the reference point of the ship from the data representing the measured point at the berthing location for each index representing the position in the lateral direction.
  • the reference point setting means sets the reference point at the next processing time based on the nearest neighbor point. Thereby, parameters used in berthing support can be calculated with high precision.
  • the reference point setting means sets the reference point based on a high degree of reliability of the nearest neighbor point.
  • the reference point setting means sets the position where the measuring device is installed in the ship as the reference point when the reliability of the nearest neighbor point is less than or equal to a predetermined value. do.
  • the reference point setting means may be configured to set the measurement device to a distance between the ship and the berthing location when the reliability of the nearest point is higher than a predetermined value.
  • the reference point is set at a higher or lower position than the installed position.
  • the reference point setting means sets a first reference point used for extracting the data representing the nearest neighbor point as the reference point when the reliability of the nearest neighbor point is higher than a predetermined value. and a second reference point used for extracting the data representing the measured point of the fender provided at the berthing location.
  • the reference point setting means sets the first reference point to have a large elevation angle when viewed from the quay, and sets the second reference point to a small elevation angle when viewed from the quay. Set the elevation angle.
  • an opposite shore distance calculation that calculates an opposite shore distance corresponding to a distance from the ship to a quay at the berthing location based on a search result of the nearest neighbor point using the first reference point. It further has means.
  • the fender calculates a fender distance corresponding to a distance from the ship to the fender based on the search result of the nearest neighbor point using the second reference point. It further includes material distance calculation means.
  • the fender distance calculation unit calculates an overhang length that is a maximum value of a difference value between the opposite shore distance and the fender distance calculated within a predetermined time, and The fender distance is calculated by subtracting the overhang length from the opposite shore distance.
  • a control method executed by a computer includes data specified by a set of an index representing a lateral position and an index representing a longitudinal position generated by a measuring device installed on a ship. Obtain a set of measurement data, extract the data representing the nearest point closest to the reference point of the ship from the data representing the measured point at the berthing location for each index representing the lateral position, and Based on the neighboring points, the reference point at the next processing time is set. Thereby, parameters used in berthing support can be calculated with high accuracy.
  • the program includes a measurement device that is a set of data specified by a set of an index representing a lateral position and an index representing a longitudinal position generated by a measuring device installed on a ship. acquiring data, extracting the data representing the nearest neighbor point closest to the reference point of the ship from the data representing the measured point at the berthing location for each index representing the position in the lateral direction, and based on the nearest neighbor point, The computer is caused to execute processing for setting the reference point at the next processing time. By executing this program on a computer, the above information processing device can be realized.
  • This program can be stored in a storage medium and used.
  • FIG. 1A to 1C are schematic configurations of a navigation support system according to this embodiment.
  • FIG. 1A shows a block configuration diagram of the navigation support system
  • FIG. 1B shows a visual field range ("measurement range” or “distance measurable range”) of a ship included in the navigation support system and a lidar 3, which will be described later.
  • FIG. 1C is a top view illustrating the visual range 90 of the ship and the rider 3 from behind.
  • the navigation support system includes an information processing device 1 that moves together with a ship that is a mobile object, and a sensor group 2 that is mounted on the ship.
  • a ship equipped with a driving support system will also be referred to as a "target ship.”
  • the information processing device 1 is electrically connected to the sensor group 2 and supports the operation of the target ship based on the outputs of various sensors included in the sensor group 2.
  • Operation support includes berthing support such as automatic berthing (berthing).
  • berthing includes not only the case where the target ship is attached to a quay, but also the case where the target vessel is attached to a structure such as a pier.
  • berthing location shall be a general term for structures such as quays and piers that are targets of berthing.
  • the information processing device 1 may be a navigation device provided on a ship, or may be an electronic control device built into the ship.
  • the sensor group 2 includes various external and internal sensors installed on the ship.
  • the sensor group 2 includes, for example, a lidar (Light Detection and Ranging or Laser Illuminated Detection and Ranging) 3.
  • the lidar 3 emits a pulsed laser in a predetermined angular range in the horizontal direction (see Figure 1B) and a predetermined angular range in the vertical direction (see Figure 1C), thereby discretely emitting the distance to an object in the outside world.
  • This is an external sensor that generates three-dimensional point cloud data that indicates the position of the object.
  • a rider 3 facing the port side of the ship and a rider facing the starboard side of the ship are provided on the ship, respectively. Note that the arrangement of the rider 3 is not limited to the examples shown in FIGS. 1B and 1C.
  • the target ship has multiple lidars 3 (for example, lidars installed in front and rear of the target ship) that measure the same lateral direction so that multiple measurement data of the berthing location can be obtained simultaneously when berthing. You may. Further, the number of riders 3 installed on the target ship is not limited to two, but may be one, or three or more.
  • the lidar 3 includes an irradiation section that irradiates laser light while changing the irradiation direction, a light reception section that receives reflected light (scattered light) of the irradiated laser light, and outputs scan data based on the light reception signal output by the light reception section. It has an output section.
  • the data measured for each laser beam irradiation direction is based on the irradiation direction corresponding to the laser beam received by the light receiving unit and the response delay time of the laser beam specified based on the above-mentioned light reception signal. Generated based on Hereinafter, a point measured by laser beam irradiation within the measurement range of the lidar 3 or its measurement data will also be referred to as a "measured point.”
  • the point cloud data can be regarded as an image (frame) in which each measurement direction is a pixel, and the measurement distance and reflection intensity value in each measurement direction are pixel values.
  • the emitting direction of the laser beam at the elevation/depression angle that is, the measurement direction
  • the emitting direction of the laser light at the horizontal angle differs in the horizontal arrangement of the pixels.
  • the measured points corresponding to columns (that is, vertical columns) of pixels whose index positions in the horizontal direction match are also referred to as "vertical lines.”
  • the index in the horizontal direction is called a “horizontal number”
  • the index in the vertical direction is called a “vertical number”.
  • the lidar 3 is not limited to the above-described scanning type lidar, but may be a flash type lidar that generates three-dimensional data by diffusing laser light into the field of view of a two-dimensional array of sensors.
  • the rider 3 is an example of a "measuring device" in the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the information processing device.
  • the information processing device 1 mainly includes an interface 11, a memory 12, and a controller 13. Each of these elements is interconnected via a bus line.
  • the interface 11 performs interface operations related to data exchange between the information processing device 1 and external devices.
  • the interface 11 acquires output data from each sensor of the sensor group 2 and supplies it to the controller 13. Further, the interface 11 supplies, for example, a signal related to the control of the target ship generated by the controller 13 to each component of the target ship that controls the operation of the target ship.
  • the target ship has a drive source such as an engine or an electric motor, a screw that generates propulsive force in the forward direction based on the driving force of the drive source, and a thruster that generates lateral propulsive force based on the driving force of the drive source. and a rudder, etc., which is a mechanism for freely determining the direction of travel of the vessel.
  • the interface 11 supplies control signals generated by the controller 13 to each of these components.
  • the interface 11 may be a wireless interface such as a network adapter for wireless communication, or may be a hardware interface for connecting to an external device via a cable or the like. Further, the interface 11 may perform interface operations with various peripheral devices such as an input device, a display device, and a sound output device.
  • the memory 12 is composed of various types of volatile memory and nonvolatile memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), hard disk drive, and flash memory.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • the memory 12 stores programs for the controller 13 to execute predetermined processes. Note that the program executed by the controller 13 may be stored in a storage medium other than the memory 12.
  • the memory 12 stores information necessary for the processing executed by the information processing device 1 in this embodiment.
  • the memory 12 may store map data including information regarding the location of the berthing site.
  • the memory 12 stores information regarding the size of downsampling when downsampling is performed on point cloud data obtained when the lidar 3 scans for one cycle.
  • the controller 13 includes one or more processors such as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and a TPU (Tensor Processing Unit), and is a processor of the information processing device 1. control the whole thing. In this case, the controller 13 executes a program stored in the memory 12 or the like to perform processing related to driving support for the target vessel.
  • processors such as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and a TPU (Tensor Processing Unit)
  • the controller 13 executes a program stored in the memory 12 or the like to perform processing related to driving support for the target vessel.
  • the controller 13 functionally includes a berthing location detection section 15 and a berthing parameter calculation section 16.
  • the berthing location detection unit 15 performs processing related to detection of a berthing location based on the point cloud data output by the rider 3.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates parameters necessary for berthing to a berthing location (also referred to as "berthing parameters").
  • the berthing parameters include the distance between the target ship and the berthing location (the opposite berthing distance), the approach angle of the target ship to the berthing location, the speed at which the target ship approaches the berthing location (berthing speed), and the like.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates information representing reliability regarding berthing to a berthing location (also referred to as “reliability information”) based on the processing results of the berthing location detection unit 15 and the berthing parameters.
  • the controller 13 functions as an "obtaining unit”, a “nearest neighbor point extracting unit”, a “reference point setting unit”, a computer that executes a program, and the like.
  • the processing executed by the controller 13 is not limited to being realized by software based on a program, but may be realized by a combination of hardware, firmware, and software. Furthermore, the processing executed by the controller 13 may be realized using a user-programmable integrated circuit such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or a microcomputer. In this case, this integrated circuit may be used to realize the program that the controller 13 executes in this embodiment.
  • a user-programmable integrated circuit such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or a microcomputer. In this case, this integrated circuit may be used to realize the program that the controller 13 executes in this embodiment.
  • the information processing device 1 generates a straight line along the side of the berthing location (also referred to as a "berthing side straight line L") based on the point group data of the rider 3 measured in the direction in which the berthing location exists. That is, the berthed side straight line L is a straight line along the side of the quay at the berthed location. Then, the information processing device 1 calculates berthing parameters such as the opposite berth distance based on the berthing side straight line L.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the berthing location detection unit 15 and berthing parameter calculation unit 16 related to berthing support processing.
  • the berthing location detection unit 15 functionally includes a normal vector calculation block 20 , a field of view/detection surface identification block 21 , a normal number identification block 22 , an average/variance calculation block 23 , and a berthing situation determination block 24 and has.
  • the berthing parameter calculation unit 16 functionally includes a nearby point search block 26, a straight line generation block 27, an opposite shore distance calculation block 28, an approach angle calculation block 29, a berthing speed calculation block 30, and a reliability It has an information generation block 40, a nearest neighbor point extraction block 41, and a reference point setting block 42.
  • the normal vector calculation block 20 calculates the normal vector of the surface formed by the berthing location (also referred to as the "berthing surface") based on the point cloud data generated by the lidar 3 in the direction in which the berthing location exists. .
  • the normal vector calculation block 20 calculates the above-mentioned normal vector based on, for example, point cloud data generated by the lidar 3 whose measurement range includes the berthed side of the target ship. Information regarding the measurement range of the rider 3 and the direction of the berthing location may be registered in advance in the memory 12 or the like, for example.
  • the normal vector calculation block 20 preferably downsamples the point cloud data and removes data obtained by reflecting the laser beam on the water surface (also referred to as "water surface reflection data"). It is a good idea to do both.
  • the normal vector calculation block 20 removes data existing below the water surface position from the point group data generated by the lidar 3 as water surface reflection data (that is, erroneous detection data). Note that the normal vector calculation block 20 estimates the water surface position based on, for example, the average value in the height direction of point cloud data generated by the lidar 3 when there are no objects other than the water surface in the vicinity. Then, the normal vector calculation block 20 performs downsampling, which is a process of integrating measured points for each grid space of a predetermined size, on the point group data after removing the water surface reflection data. Then, the normal vector calculation block 20 calculates a normal vector for each measured point indicated by the downsampled point group data using a plurality of surrounding measured points. Note that downsampling may be performed before removing data reflected on the water surface.
  • the field of view/detection surface identification block 21 detects the surface of the berthing location that exists within the viewing angle of the rider 3 (also referred to as the "inner surface of the field of view") and the berthing area detected based on the normal vector calculated by the normal vector calculation block 20.
  • the surface of the location also called the “detection surface”
  • the visual field/detection surface specifying block 21 specifies whether the inner surface of the visual field and the detection surface include the top surface and/or the side surface of the berthing location.
  • the normal vector identification block 22 extracts the normal vector in the vertical direction and the normal vector in the direction perpendicular to the normal vector (i.e., the horizontal direction) from among the normal vectors calculated by the normal vector calculation block 20.
  • the number of normal vectors in the vertical direction and the number of normal vectors in the horizontal direction are calculated.
  • the normal number identification block 22 determines the normal vector in the vertical direction, the normal to the measured point on the top surface of the berthed place, and the normal vector in the horizontal direction, the normal to the measured point on the side surface of the berthed place.
  • the number of each is calculated as an index of the reliability of the berthing location.
  • the average/variance calculation block 23 extracts the normal vector in the vertical direction and the normal vector in the direction perpendicular to it (i.e., horizontal direction) from among the normal vectors calculated by the normal vector calculation block 20, The average and variance of the normal vector in the vertical direction and the average and variance of the normal vector in the horizontal direction are calculated.
  • the berthing situation determination block 24 uses the processing results of the visual field/detection surface identification block 21, the number of normals identification block 22, and the average/variance calculation block 23, which are specified or calculated based on the same point cloud data, as the point cloud. Obtained as a determination result representing the detection status of the berthing location at the time of data generation. Then, the berthing situation determination block 24 uses the processing results of the field of view/detection surface identification block 21, the number of normal lines identification block 22, and the average/variance calculation block 23 as the determination result of the detection status of the berthing location, and uses the berthing parameter calculation unit 16.
  • the nearby point search block 26 is a process of searching for the nearest neighbor point closest to the reference point for each vertical line based on the measured points constituting the point cloud data and the reference point set by the reference point setting block 42. I do. For example, as shown in FIG. 4A, when the rider 3 captures the quay to be docked, the closest point, which is the point closest to the ship, is the edge between the top and side surfaces of the quay.
  • the straight line generation block 27 generates a berthing side straight line L, which is a straight line along the side of the berthing location, based on the nearest neighbor point determined by the neighborhood point search block 26. According to such processing, the straight line generation block 27 can generate a berthing side straight line L as shown in FIG. 4B, for example.
  • FIG. 4B is a perspective view of the quay clearly showing the straight line on the berthing side.
  • the nearest point extraction block 41 extracts the nearest point of each vertical line searched by the neighboring point search block 26, the berthing side straight line L generated by the straight line generation block 27, and the reference point set by the reference point setting block 42. Based on , a process is performed to extract one nearest neighbor point having the shortest distance from the reference point to the berthing side straight line L from among the respective nearest neighbor points.
  • the opposite shore distance calculation block 28 calculates the opposite shore distance corresponding to the shortest distance between the target ship and the berthing location based on the berthing side straight line L generated by the straight line generation block 27.
  • the opposite shore distance calculation block 28 when there are a plurality of riders 3 whose berthing locations can be measured, the opposite shore distance calculation block 28 generates a berthing side straight line L by collecting point cloud data of the plurality of riders 3, and The shortest distance is calculated as the opposite shore distance.
  • the opposite shore distance calculation block 28 may generate the berthed side straight line L for each point cloud data of the rider 3, and calculate the shortest distance between each berthed side straight line L and each rider 3 as the opposite shore distance.
  • the opposite shore distance calculation block 28 may calculate the shortest distance from a reference point such as the center position of the ship to the berthing side straight line L as the opposite shore distance. In addition, instead of considering the shortest distance for each rider 3 as the opposite shore distance, the opposite shore distance calculation block 28 may determine the shortest distance among the shortest distances for each rider 3 as the opposite shore distance, and calculate these shortest distances. The average may be determined as the opposite shore distance. Furthermore, for example, in a case where the distance to a fender installed on a quay can be calculated, the opposite shore distance calculation block 28 may determine the distance to the fender as the opposite shore distance.
  • the approach angle calculation block 29 calculates the approach angle of the target ship with respect to the berthing location based on the berthing side straight line L generated by the straight line generation block 27. Specifically, the approach angle calculation block 29 calculates the approach angle using "atan2", which is a function that calculates an arc tangent from two arguments that define the tangent. More specifically, the approach angle calculation block 29 calculates the approach angle from the direction vector of the berthing side straight line L by calculation of the function atan2.
  • the berthing speed calculation block 30 calculates the berthing speed, which is the speed at which the target vessel approaches the berthing location, based on the opposite shore distance calculated by the opposite shore distance calculation block 28. For example, the berthing speed calculation block 30 calculates the time change in the opposite shore distance (shortest distance) as the berthing speed.
  • the reliability information generation block 40 generates reliability information based on the processing results of the berthing situation determination block 24, the nearby point search block 26, the opposite shore distance calculation block 28, and the approach angle calculation block 29.
  • the reliability information generation block 40 generates flags for each element such as the viewing angle when detecting the berthing location, surface detection of the berthing location, the number and variance of normal vectors, and calculates the reliability of the generated flag vector. Generate as information.
  • the flag when the flag is "1", it indicates that the reliability of the corresponding element is higher than a predetermined value, and when it is "0", it indicates that the reliability of the corresponding element is below the predetermined value. shall represent.
  • FIG. 5A is a diagram showing an example of the data structure of reliability information generated by the reliability information generation block 40.
  • the reliability information includes items of "top surface”, “side surface”, “straight line”, “distance”, and “angle”.
  • the item “top” has sub-items “viewing angle”, “detection”, “number of normals", and “dispersion”
  • the item “side” has sub-items “viewing angle”, “detection”, "normal It has sub-items of ⁇ number'' and ⁇ dispersion''.
  • the item “Nearest neighbor point” has the sub-item “Dispersion”
  • the item “Distance” has the sub-items “Amount of change” and “Rate of change”
  • the item “Angle” has the sub-item “Amount of change”. ”.
  • the reliability information generation block 40 sets the sub-item "viewing angle" of the item “top surface” to “1” if the top surface of the berthing place is within the viewing angle range, and the top surface is outside the viewing angle. A flag that is set to "0” in this case is registered. In addition, the reliability information generation block 40 sets the sub-item “detection” of the item “top surface” to “1” if the top surface of the berthing location is the detection surface, and “0” if the top surface is not the detection surface. Register flags. In addition, the reliability information generation block 40 sets "1 ”, and registers a flag that becomes “0” when the number is less than the threshold.
  • the reliability information generation block 40 also specifies that the sub-item "dispersion" of the item "top surface” indicates that the dispersion of the x, y, and z components of the normal vector to the top surface of the berthing location is set to a predetermined threshold value (for example, 1. Register a flag that is set to "1” if the variance is less than 0), and set to "0” if any of the variances is equal to or greater than the threshold value. Furthermore, the reliability information generation block 40 also registers a flag defined in each sub-item of the item "side” according to the same rule as each sub-item of the item "top”.
  • a predetermined threshold value for example, 1.
  • the reliability information generation block 40 sets the variance of the nearest neighbor point searched for each vertical line by the neighbor point search block 26 to a predetermined threshold value (for example, 0.3 ) is registered as a flag that is set to "1" when the variance is less than the threshold value, and is set to "0" when the variance is equal to or greater than the threshold value.
  • a predetermined threshold value for example, 0.3
  • the reliability information generation block 40 sets the amount of change from one time before the opposite shore distance calculated by the opposite shore distance calculation block 28 to a predetermined threshold (for example, 1. A flag is registered that is set to "1" when the amount of change is less than 0 m), and set to "0" when the amount of change is greater than or equal to the threshold value.
  • the reliability information generation block 40 determines that the rate of change from one time before the opposite coast distance calculated by the opposite shore distance calculation block 28 is set to a predetermined threshold (for example, ⁇ 10 A flag is registered that is set to "1” if the rate of change is less than %), and set to "0" if the rate of change is greater than or equal to the threshold value.
  • the reliability information generation block 40 sets the amount of change from one time before the approach angle calculated by the approach angle calculation block 29 to a predetermined threshold (for example, 1. A flag is registered that is set to "1" when the amount of change is less than 0 degrees), and set to "0" when the amount of change is equal to or greater than the threshold value.
  • a predetermined threshold for example, 1.
  • each of the above-mentioned threshold values is set, for example, to a suitable value stored in advance in the memory 12 or the like. Further, reliability information may be generated for each rider 3.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating an example of an index and reliability included in reliability information.
  • FIG. 5C is a bird's-eye view of the target ship and berth location clearly showing the indicators shown in FIG. 5B.
  • markers M0 and M1 which are reference objects for berthing, are provided on the quay that is the berthing place, and the information processing device 1 converts the markers M0 and M1 into the point cloud data of the rider 3.
  • various processes such as generation of the berthing side straight line L are executed using the measured points (nearby point set) near the edge of the berthing place existing between the marker M0 and the marker M1.
  • the measured point near the edge of the berthing location that exists between marker M0 and marker M1 will also be referred to as a "target point.” Note that if marker M0 and marker M1 are not detected, for example, all of the neighboring point set are considered to be target points.
  • the index “c 3 ” is an index based on the score of the target point, and is expressed here as an example as a linear function where the variable x is the score of the target point.
  • the index “c 2 ” is an index based on the standard deviation of the target point, and is expressed here as an example as a linear function in which the variable x is the standard deviation of the target point.
  • the index “c 1 " is an index indicating whether or not the two riders 3 were able to measure both the front and rear quays, and here, as an example, if both were able to be measured, it is "1.0". The case where only one side can be measured is set as "0.0".
  • the index “c 0 ” is an index based on the interval between both ends of the target point (both ends in the direction along the berthing side straight line L), and is expressed as a linear function with the variable x being the interval between the above-mentioned ends. Further, the indices c 0 to c 3 are calculated so as to be limited to a range of 0 to 1.
  • the calculation reliability "c” is the reliability based on each of the indicators c 0 to c 3 described above, and here, weighting coefficients "w 0 " to "w 3 " according to the importance of the indicators c 0 to c 3 are used. It is a weighted average value of the indices c 0 to c 3 using . Further, an example of setting values of the weighting coefficients w 0 to w 3 is illustrated. Since each index c 0 to c 3 is in the range of 0 to 1, the calculation reliability c, which is a weighted average value thereof, is also calculated as a numerical value in the range of 0 to 1.
  • the overall reliability "r” is a side detection reliability " qs " which is the reliability regarding the detection of the side of the quay, the top detection reliability "q u “ which is the reliability regarding the detection of the top of the quay, and the marker M0.
  • the reliability is based on the marker detection reliability "m 0 " which is the reliability regarding the detection of the marker M1, the marker detection reliability "m 1 " which is the reliability regarding the detection of the marker M1, and the calculation reliability c.
  • weighting coefficients "w qs", "w qu “ , "w m0 “, “w m1”, “w c” according to the importance for each reliability qs , qu , m0 , m1 , c are used.
  • the information processing device 1 calculates the marker detection reliability m 0 and the marker detection reliability m 1 based on, for example, the number of points measured in the point cloud data of the marker M0 and the marker M1 by the lidar 3, respectively. Good too. Then, the side detection reliability q s , the top detection reliability q u , the marker detection reliability m 0 , and the marker detection reliability m 1 are calculated so that they are all in the range of 0 to 1.
  • the side detection reliability of the front quay q s0 , the side detection reliability of the rear quay q s1 , the top detection reliability of the front quay q u0 , the top detection reliability of the rear quay Calculate as reliability q u1 .
  • the side detection reliability q s , the top detection reliability q u , the marker detection reliability m 0 , the marker detection reliability m 1 , and the calculation reliability c are all in the range of 0 to 1, so their weighted average value is
  • the overall reliability r is also calculated as a numerical value in the range of 0 to 1. Therefore, it can be seen that the closer the overall reliability r is to 1, the higher the reliability of the calculated berthing parameter is, and the closer the overall reliability r is to 0, the lower the reliability of the calculated berthing parameter.
  • the reliability information generated by the second specific example includes each index and reliability calculated by the method described above.
  • the reference point setting block 42 uses the nearby point search block 26 and the nearest neighbor point extraction block based on the reliability information generated by the reliability information generation block 40 and the one nearest neighbor point extracted by the nearest neighbor point extraction block 41. A process for setting a reference point corresponding to the reference position of the ship used in the process of 41 is performed.
  • FIG. 6A is a diagram showing an example of a hull coordinate system based on the hull of the target ship.
  • the front (advance) direction of the target ship is the "x" coordinate
  • the side direction of the target ship is the "y” coordinate
  • the height direction of the target ship is the "z” coordinate.
  • the measurement data measured by the rider 3 in the coordinate system based on the rider 3 is converted into the hull coordinate system shown in FIG. 6A.
  • processing for converting point cloud data in a coordinate system based on a lidar installed on a moving body into a coordinate system of the moving body is disclosed in, for example, International Publication WO 2019/188745.
  • FIG. 6B is a perspective view of a berthing location (here, a quay) that clearly shows a measured point representing a measurement position measured by the rider 3 and a normal vector calculated based on the measured point with respect to the quay, which is a berthing location.
  • the measured points are indicated by circles
  • the normal vectors are indicated by arrows.
  • an example is shown in which both the top and side surfaces of the quay were able to be measured by the rider 3.
  • the normal vector calculation block 20 calculates normal vectors to the measured points on the side and top surfaces of the quay. Since the normal vector is a vector perpendicular to the target plane or curved surface, it is calculated using a plurality of measured points that can be configured as a surface. Therefore, a grid with predetermined vertical and horizontal lengths or a circle with a predetermined radius is set, and calculations are performed using the measurement points existing inside the grid. In this case, the normal vector calculation block 20 may calculate a normal vector for each point to be measured, or may calculate a normal vector for each predetermined interval.
  • the normal number identification block 22 determines that a normal vector whose z component is larger than a predetermined threshold value is a normal vector pointing in the vertical direction.
  • the normal vector is assumed to be a unit vector.
  • a normal vector whose z component is less than a predetermined threshold is determined to be a normal vector pointing in the horizontal direction.
  • the number of normal vectors specifying block 22 specifies the number of normal vectors in the vertical direction (here, five) and the number of normal vectors in the horizontal direction (here, four).
  • the average/variance calculation block 23 calculates the average and variance of the normal vector in the vertical direction and the average and variance of the normal vector in the horizontal direction.
  • the edge portion is in an oblique direction because the measurement points around the edge portion are on the top surface or the side surface.
  • the berthing parameter calculation unit 16 sets the position where the rider 3 is installed as the reference point Rt at the processing time t. In addition, the berthing parameter calculation unit 16 calculates the nearest neighbor point closest to the reference point R vertically based on each measured point constituting the point cloud data generated by the lidar 3 at the processing time t and the reference point R. Performs processing to search line by line. According to such processing, the berthing parameter calculation unit 16 calculates, at processing time t, a plurality of measured points constituting the edges of the berthing location (more specifically, the boundaries of the top surface and side surfaces), as shown in FIG. 4B. (nearest neighbor point) (hereinafter also referred to as "berthing location edge point group”) is acquired.
  • the berthing parameter calculation unit 16 generates the berthing side straight line L at the processing time t based on the berthing location edge point group SP acquired at the processing time t. For example, at processing time t, the berthing parameter calculation unit 16 calculates the nearest neighbor point to the reference point based on the measured points forming the point cloud data obtained from the lidar 3 and a preset reference point. By searching for each vertical line, a berthing location edge point group SP including the nearest neighbor point as shown in FIG. 7A is obtained. Then, the berthing parameter calculating unit 16 generates the berthing side straight line L by applying principal component analysis or the least squares method to the berthing location edge point group SP acquired as described above.
  • the berthing parameter calculation unit 16 extracts one nearest point HP where the distance from the reference point R to the berthing side straight line L on the horizontal plane (xy plane) is the shortest. Then, the distance in the horizontal plane (xy plane) from the reference point R to the nearest point HP is calculated.
  • the berthing parameter calculation unit 16 can calculate the coordinate position of the nearest point HP using the following formula (1).
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates the distance dq on the horizontal plane (xy plane) between the reference point R and the nearest point HP using the following formula (2) (see FIG. 7B).
  • HP x represents the x-coordinate of the nearest point HP
  • HP y represents the y-coordinate of the nearest point HP
  • R x represents the x-coordinate of the reference point R
  • R y represents the reference point It represents the y-coordinate of R. That is, the distance dq is calculated as a value corresponding to the distance between the ship and the berthing location.
  • the berthing parameter calculation unit 16 subtracts the z-coordinate value HP z of the nearest point HP from the z-coordinate value R z of the reference point R, and calculates the vertical direction (z direction) between the reference point R and the nearest point HP. Calculate the height h, which is the distance between .
  • the berthing parameter calculating unit 16 calculates the opposite berthing distance dr as the distance from the origin O, such as the center position of the ship, to the berthing side straight line L. In that case, the coordinates of the origin O may be used instead of the reference point R, and calculations may be made using the above equation (1) and the following equation (2). Further, when the berthing parameter calculation unit 16 calculates the opposite shore distance dr using the reference point R as the origin O, the above-mentioned distance d q may be used as the opposite shore distance dr .
  • the berthing parameter calculation unit 16 determines the berthing location edge point by referring to the flag registered in the sub-item “dispersion” of the item “nearest neighbor point” in the reliability information generated by the reliability information generation block 40. The reliability level of each measured point (nearest neighbor point) included in the group SP is determined.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates the berthing location edge point group SP It is determined that the reliability of each measured point (nearest neighbor point) included in is less than or equal to a predetermined value.
  • the coordinate position of the reference point R at the next processing time t+1 after the processing time t is determined as the position where the rider 3 is installed [L x L y L z ] Set to T.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates , it is determined that the reliability of each measured point (nearest neighbor point) included in the berthing location edge point group SP is higher than a predetermined value.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates the berthing location edge point group SP. It is determined that the reliability of each included measured point (nearest neighbor point) is higher than a predetermined value.
  • the coordinate position of the reference point R at the next processing time t+1 after the processing time t is determined as [L x L y L z ⁇ h+d q tan ⁇ ] Set to T.
  • the value of ⁇ at the coordinate position [L x L y L z ⁇ h+d q tan ⁇ ] T of the reference point R is set to a predetermined value (for example, 30°).
  • the angle ⁇ is set as the elevation angle of the reference point R with respect to the nearest point HP. That is, the angle ⁇ is set as the elevation angle when the reference point R is viewed from the quay.
  • the berthing parameter calculation unit 16 repeatedly performs processes related to setting a reference point, acquiring a berthing location edge point group, generating a berthing side straight line, and the like.
  • FIG. 8 is a diagram showing an overview of processing related to setting of a reference point on the ship side in the first embodiment.
  • the reference point used for searching (extracting) the berthing location edge point group can be set at a higher position than the position where the rider 3 is installed. This can prevent water surface reflection data near the water surface from being captured by the nearest neighbor search.
  • the reliability of each measured point (nearest neighbor point) included in the berthing location edge point group is higher than a predetermined value, and the distance from the ship to the berthing location is short.
  • the reference point used for searching (extracting) the berthing location edge point group can be set at a position lower than the position where the rider 3 is installed. Therefore, it is possible to prevent an object existing on the quay from being captured by the nearest neighbor search. Therefore, according to the process described above, regardless of whether the distance from the ship to the berth is far or short, the angle ⁇ corresponding to the elevation angle when looking at the reference point R from the berth remains constant, and the distance to the berth remains constant. Since the nearest neighbor search can be performed under the same conditions independent of distance (see FIGS. 9C and 9D), it is also useful for keeping the performance of the navigation support system constant.
  • the berthing location edge point group can be searched (extracted). ) can be set at the position where the rider 3 is installed. Specifically, for example, if an object on the water surface is erroneously extracted as the nearest point included in the berthing location edge point group at processing time t (see FIG.
  • the berthing parameter calculation unit 16 extracts the berthing location Since the reliability of each measured point (nearest neighbor point) included in the edge point group is below the predetermined value, the position where the lidar 3 is installed is set as the next (processing time t+1) reference point R, and the The search and extraction of the nearest neighbor point can be performed using the next reference point R (see FIG. 9F). Therefore, according to the process described above, it is possible to extract the berthing location edge point group according to the position of the reference point, and also to extract the appropriate berthing side surface based on each nearest neighbor point included in the berthing location edge point group. Straight lines can be generated.
  • FIG. 10A is a flowchart showing an overview of the berthing support process in this embodiment.
  • the information processing device 1 repeatedly executes the process shown in the flowchart of FIG. 10A.
  • the information processing device 1 acquires point cloud data in the direction of the berthing location (step S11).
  • the information processing device 1 acquires, for example, point cloud data generated by the lidar 3 whose measurement range includes the berthed side of the target ship. Further, the information processing device 1 may further perform downsampling of the acquired point cloud data and removal of data reflected on the water surface.
  • the berthing location detection unit 15 of the information processing device 1 calculates a normal vector based on the point cloud data acquired in step S11 (step S12). Furthermore, the berthing location detection unit 15 calculates the number of normal vectors, the variance of the normal vectors, etc. in step S12. Furthermore, the berthing location detection unit 15 specifies the inner surface of the field of view and the detection surface based on the processing result of step S12 (step S13).
  • the berthing parameter calculation unit 16 acquires the current reference point R (at processing time t) from the memory 12 (step S14).
  • the berthing parameter calculation unit 16 performs a process of searching for the nearest point closest to the reference point for each vertical line based on the point cloud data obtained in step S11 and the reference point R obtained in step S14. (Step S15).
  • the berthing parameter calculation unit 16 generates the berthing side straight line L using the nearest point for each vertical line obtained in step S15 (step S16).
  • the berthing parameter calculation unit 16 uses the berthing side straight line L calculated in step S16 to calculate berthing parameters such as the opposite berthing distance, approach angle, and berthing speed (step S17).
  • the berthing parameter calculation unit 16 generates reliability information based on the identification results of the inner surface of the field of view and the detection surface in step S13 and the berthing parameter calculation results in step S16 (step S18).
  • the berthing parameter calculation unit 16 selects the nearest point from among the nearest points obtained in step S15, where the distance between the reference point R obtained in step S14 and the berthing side straight line L generated in step S16 is the shortest. (hereinafter also referred to as the point closest to the quay). Then, the berthing parameter calculation unit 16 performs the process related to setting the next reference point R (at processing time t+1) based on the quay nearest point extracted as described above and the reliability information generated in step S17. (Step S19).
  • FIG. 10B is a flowchart illustrating an example of a process related to setting a reference point.
  • the berthing parameter calculation unit 16 determines whether the reliability included in the reliability information generated in step S17 is greater than a predetermined value (step S32). .
  • step S32: No When the reliability is less than or equal to the predetermined value (step S32: No), the berthing parameter calculation unit 16 sets the installation position of the rider 3 as the next reference point R (step S33), and uses the set next reference point R. After storing point R in the memory 12 (step S35), the process of step S20 is continued. Furthermore, if the reliability is greater than the predetermined value (step S32: Yes), the berthing parameter calculation unit 16 sets the next reference point R using the distance d q , the height h, and the angle ⁇ (step S34), after storing the set next reference point R in the memory 12 (step S35), the process of step S20 is continued. Note that the nearest point to the quay is used when calculating the distance dq .
  • the information processing device 1 controls the ship based on the reliability information (step S20). Thereby, the information processing device 1 can accurately control the ship regarding berthing based on the reliability that accurately reflects the berthing situation.
  • the information processing device 1 determines whether the target ship has docked (berthed) (step S21). In this case, the information processing device 1 determines whether the target ship has berthed, for example, based on the output signals of the sensor group 2 or user input via the interface 11. Then, when the information processing device 1 determines that the target ship has berthed (step S21; Yes), the information processing device 1 ends the process of the flowchart. On the other hand, if the target ship is not berthed (step S21; No), the information processing device 1 returns the process to step S11.
  • the acquisition means is a measurement device that is a set of data specified by a set of an index representing a horizontal position and an index representing a vertical position generated by a measuring device installed on a ship. Get data.
  • the nearest neighbor point extracting means extracts data representing the nearest neighbor point closest to the ship's reference point for each index representing the position in the lateral direction from the data representing the measured points at the berthing location. do.
  • the reference point setting means sets the reference point at the next processing time based on the nearest neighbor point. Further, according to the process described above, the reference point setting means sets the reference point based on the high reliability of the nearest neighbor point.
  • the reference point setting means sets the position where the measuring device on the ship is installed as the reference point when the reliability of the nearest neighbor point is less than or equal to the predetermined value. Further, according to the above-described process, when the reliability of the nearest point is higher than a predetermined value, the reference point setting means sets the height of the reference point according to the distance between the ship and the berthing place. Set.
  • the reference point on the ship side can be changed (in the z direction) depending on the berthing place or the situation near the berthing place, and the reference point can be changed depending on the position of the reference point. It is possible to extract the berthing location edge point group, and to generate an appropriate berthing side face straight line based on each nearest neighbor point included in the berthing location edge point group. Therefore, according to this embodiment, parameters used in berthing support, such as distance, speed, angle, etc., can be calculated with high accuracy based on the berthing side straight line generated as described above.
  • FIG. 11A for example, when a ship berths at a berthing location where it is difficult to create an appropriate berthing side straight line due to the fender being provided along the wall surface, We will explain the case of berthing. Further, in this embodiment, for example, as shown in FIG. 11A, the description will be made assuming that one marker having a retroreflective material is placed on the front side and one on the rear side of the ship at the berthing location. In addition, in this embodiment, as shown in FIG.
  • lidar 3 there are two lidars having a field of view 91 in front of the port side and in front of the starboard side of the vessel, and a field of view 91 in the rear port side and rear side of the starboard side of the vessel.
  • the following description assumes that two riders having 92 are provided on the ship.
  • a marker provided on the front side of the ship at the berthing place (hereinafter also referred to as a front marker) may be included in the visual range 91, and a marker provided on the rear side of the ship at the berthing place may be included in the visual range 91.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating an example of a situation where the second embodiment is applicable.
  • FIG. 11B is a top view illustrating the visual range of a ship and a rider included in the navigation support system.
  • FIG. 12 is a diagram showing an overview of processing related to extraction of the nearest point MPA.
  • FIG. 13A is a diagram showing an example of the nearest neighbor point MPA extracted by the process shown in FIG. 12.
  • the berthing parameter calculation unit 16 sets an extraction window EWA, which is a rectangular area on the xy plane, based on the measured point indicating the position of the forward marker and the measured point indicating the position of the rear marker.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates the berthing location edge point group SP at the processing time t+1 by extracting those belonging to the range of the extraction window EWA from among the nearest neighbor points MPA extracted for each vertical line. get.
  • the berthing parameter calculation unit 16 generates the berthing side straight line L at processing time t+1 based on the berthing location edge point group SP. According to such processing, for example, a rectangular extraction window EWA as shown in FIG. 13B is set on the xy plane.
  • FIG. 13B is a top view clearly showing the extraction window EWA and the berthing side straight line L.
  • the measured point on the fender can be extracted as the nearest point MPB on the vertical line. Further, according to the above-described process, for example, the nearest neighbor point MPB as shown in FIG. 15A is extracted.
  • FIG. 14 is a diagram showing an overview of processing related to extraction of the nearest neighbor point MPB.
  • FIG. 15A is a diagram showing an example of the nearest neighbor point MPB extracted by the process shown in FIG. 14.
  • the berthing parameter calculation unit 16 sets an extraction window EWB, which is a rectangular area on the xy plane, based on the measured point indicating the position of the front marker and the measured point indicating the position of the rear marker.
  • an extraction window EWB is a rectangular area on the xy plane, based on the measured point indicating the position of the front marker and the measured point indicating the position of the rear marker.
  • the extraction window EWB has a boundary in the x direction at a position closer to the side of the ship than the extraction window EWA, and has a boundary in the y direction at a position farther from the rear of the ship than the extraction window EWA. It is set as a rectangular area on the xy plane.
  • the berthing parameter calculation unit 16 extracts the closest point MPB that falls within the extraction window EWB from among the nearest points MPB extracted for each vertical line, thereby determining the fender material corresponding to the berthing side straight line L.
  • an extraction window EWB larger than the extraction window EWA is set on the xy plane.
  • a plurality of nearest neighbor points MPB belonging to the range of the extraction window EWB are acquired as the fender point group BP.
  • FIG. 15B is a top view clearly showing the extraction window EWB.
  • the berthing parameter calculation unit 16 extracts the nearest point KP having the shortest distance from the origin O of the hull coordinate system from among the nearest points included in the fender point group BP.
  • the origin O may be set, for example, at the center position or center of gravity of the target ship.
  • FIG. 16A is a top view clearly showing the origin O, the berthing side straight line L, the nearest point KP, and the distance df
  • FIG. 16B is a diagram clearly showing the unit vector "u" used to search for the nearest point KP.
  • the berthing parameter calculating unit 16 generates the berthing side straight line L shown in the following formula (3) by applying principal component analysis or the least squares method to the berthing location edge point group SP.
  • the berthing parameter calculating unit 16 calculates a unit vector u that is perpendicular to the berthing side straight line L in the two-dimensional plane, as shown in the following equation (4).
  • the unit vector u is expressed as a vector starting from the origin O, as shown in FIG. 16B.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates the distance d based on the following formula (6).
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates the distance based on the above formula (6) for each measured point represented by the fender point group BP, and calculates the data of the measured point showing the shortest distance among them. It is extracted as the nearest neighbor point KP. In addition, the berthing parameter calculation unit 16 calculates the distance d f on the horizontal plane (xy plane) between the origin O and the fender by applying the data representing the nearest point KP to the above formula (6). .
  • fenders are made of materials with low reflectivity such as black rubber, making them difficult to detect by lidar, and their rounded shapes make it difficult to identify edges such as quay walls. , it is difficult to generate a straight line from the fender point group BP. Therefore, as described above, a method is adopted in which the nearest point KP is searched using the berthing side straight line L. If the fender is made of a material with high reflectivity and has a shape that makes it easy to identify the edge, a straight line is generated from the fender point group BP, and the straight line is used to reach the nearest point KP. You may explore.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an overview of the berthing support process in this embodiment.
  • the information processing device 1 repeatedly executes the process shown in the flowchart of FIG.
  • the berthing parameter calculation unit 16 performs the same processing as steps S11 to S13 in steps S51 to S53. Thereafter, the berthing parameter calculation unit 16 acquires the current first reference point R1 from the memory 12 as a reference point used for detecting the edge portion of the berthing location (step S54).
  • steps S55 to S57 the berthing parameter calculation unit 16 performs the same processing as steps S15 to S17, using the first reference point R1 obtained in step S54 as necessary. Thereafter, the berthing parameter calculation unit 16 acquires the current second reference point R2 from the memory 12 as a reference point used for detecting fenders provided at the berthing location (step S58).
  • the berthing parameter calculation unit 16 performs a process of searching for each vertical line for the nearest neighbor point closest to the second reference point R2 acquired in step S58 (step S59).
  • the berthing parameter calculation unit 16 acquires a fender point group indicating the position of the fender corresponding to the berthing side straight line L from among the nearest points acquired in step S59. In addition, the berthing parameter calculation unit 16 selects the nearest point (hereinafter also referred to as the fender nearest point) whose distance from the origin O of the hull coordinate system is the shortest from among the nearest points included in the fender point group. ) is extracted. Then, the berthing parameter calculation unit 16 calculates the distance df from the ship (origin O) to the fender based on the nearest point of the fender extracted as described above and the berthing side straight line L (step S60).
  • the nearest point hereinafter also referred to as the fender nearest point
  • step S61 the berthing parameter calculation unit 16 performs the same process as step S18. Thereafter, the berthing parameter calculation unit 16 sets the next first reference point R1 by performing the same process as shown in FIG. 10B (step S62). Furthermore, the berthing parameter calculation unit 16 sets the next second reference point R2 by performing the same process as shown in FIG. 10B using the distance d f instead of the distance d q (step S63). . Thereafter, the berthing parameter calculation unit 16 performs the same processing as step S20 and step S21 in steps S64 and S65.
  • the reference point setting means sets the first reference point, which is used for extracting data representing the nearest neighbor point, as a reference point when the reliability of the nearest neighbor point is higher than a predetermined value; A second reference point used for extracting data representing the measured point of the fender provided at the berthing location is set. Further, according to the process described above, the reference point setting means sets the first reference point at a large elevation angle when viewed from the quay, and sets the second reference point at a small elevation angle when viewed from the quay. Set it so that
  • the distance from the ship to the fender can be calculated with high accuracy as the opposite shore distance. . That is, according to this embodiment, parameters used in berthing support can be calculated with high accuracy.
  • the berthing parameter calculation unit 16 detects that there is a situation inconvenient for acquiring the berthing location edge point group, such as when fenders larger than a predetermined size are densely provided at the berthing location.
  • a marker straight line Lm which is a straight line passing through the front marker and the rear marker, may be generated instead of the berthing side straight line.
  • the berthing parameter calculation unit 16 may calculate the distance d f using the marker straight line Lm.
  • the marker straight line Lm may be generated as a straight line as shown in FIG. 18, for example.
  • FIG. 18 is a top view clearly showing the marker straight line Lm.
  • Modification 2 If the lidar 3 has a field of view of less than 180° in the lateral direction of the target ship, for example, as shown in FIG. Even if fenders are provided, the plurality of fenders cannot be detected. In addition, even if the lidar 3 has a field of view of 180° or more in the side direction of the target ship, the target ship may It may not be possible to detect a measurement point where the distance from the ship to the fender is the shortest. In this modification, a method for making it possible to calculate the shortest distance from the ship to the fender will be described, taking into consideration the occurrence of the above situation.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates, for example, the opposite shore distance d r from the origin O to the berth location, and the difference value ⁇ d rf (see FIG. 19B) calculated by subtracting the distance d f from the opposite shore distance d r . Based on this, the distance d f_min corresponding to the shortest distance from the ship to the fender is calculated.
  • the berthing parameter calculation unit 16 detects temporal changes in the difference value ⁇ d rf by continuously calculating the difference value ⁇ d rf , for example, after the timing when berthing support is started. .
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates a difference value ⁇ d rf_max corresponding to the maximum value of the difference value ⁇ d rf within the predetermined time, for example, at a timing when a predetermined time has elapsed after starting calculation of the difference value ⁇ d rf . (See FIG. 19C). Note that the difference value ⁇ d rf_max is updated to the latest value as time passes. Then, the berthing parameter calculation unit 16 calculates the distance d f_min by subtracting the latest difference value ⁇ d rf_max from the opposite shore distance dr .
  • FIG. 19D is a flowchart illustrating an example of processing related to calculating the shortest distance from the ship to the fender.
  • the berthing parameter calculation unit 16 determines whether at least a portion of the hull of the target ship has entered the berthing area (step S81). Note that the berthing area is an area where the target ship should be located when berthing at the berthing location.
  • step S81: No When the hull of the target ship is not within the berthing area (step S81: No), the berthing parameter calculation unit 16 repeatedly performs the process of step S81. Furthermore, when the hull of the target vessel enters the berthing area (step S81: Yes), the berthing parameter calculation unit 16 sets the difference value ⁇ d rf_max to 0 (step S82), and then calculates the opposite berth distance d r and the distance df is calculated (step S83).
  • the berthing parameter calculating unit 16 calculates a difference value ⁇ d rf by subtracting the distance d f from the opposite shore distance d r (step S84).
  • the berthing parameter calculation unit 16 determines whether the difference value ⁇ d rf is larger than the difference value ⁇ d rf_max (step S85).
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates the difference value from the opposite shore distance d r while maintaining the difference value ⁇ d rf_max (step S86). By subtracting the difference value ⁇ d rf_max , a distance d f_min corresponding to the shortest distance from the ship to the fender is calculated (step S88). Furthermore, when the difference value ⁇ d rf is larger than the difference value ⁇ d rf_max (step S85: Yes), the berthing parameter calculation unit 16 updates the difference value ⁇ d rf as the difference value ⁇ d rf_max (step S87). , the distance d f_min corresponding to the shortest distance from the ship to the fender is calculated by subtracting the difference value ⁇ d rf_max from the opposite shore distance dr (step S88).
  • the information processing device 1 determines whether or not the target ship has docked (berthed) (step S89). In this case, the information processing device 1 determines whether the target ship has berthed, based on, for example, the output signals of the sensor group 2 or user input via the interface 11. Then, when the information processing device 1 determines that the target ship has berthed (step S89: Yes), the information processing device 1 ends the process of the flowchart. On the other hand, if the target ship is not berthed (step S89: No), the information processing device 1 returns the process to step S83.
  • the difference value ⁇ d rf corresponds to the overhang length, which is the length of the fender installed at the closest position from the ship overhanging from the wall surface of the berthing area.
  • the maximum value of the above-mentioned overhang length is continuously calculated as the difference value ⁇ d rf_max
  • the distance d f_min is calculated using the difference value ⁇ d rf_max .
  • the distance d f_min can be used as the distance to the opposite shore including the fender.
  • the lidar has a field of view of less than 180 degrees in the side direction of the target ship, and when fenders of various sizes are installed at the berthing location,
  • the shortest distance from the target ship to the largest fender can be calculated as the opposite shore distance.
  • the shortest distance to the fender can be calculated.
  • Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic storage media (e.g., flexible disks, magnetic tape, hard disk drives), magneto-optical storage media (e.g., magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R/W, semiconductor memory (eg, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)).

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Abstract

情報処理装置は、取得手段と、最近傍点抽出手段と、基準点設定手段と、を有する。取得手段は、船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得する。最近傍点抽出手段は、接岸場所の被計測点を表すデータから船舶の基準点と最も近い最近傍点を表すデータを横方向の位置を表すインデックスごとに抽出する。基準点設定手段は、最近傍点に基づき、次の処理時刻における基準点を設定する。

Description

情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体
　本開示は、船舶の接岸時の処理に関する。
　従来から、船舶の接岸（着岸）に関する支援を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、船舶の自動接岸を行う自動接岸装置において、ライダから照射される光が接岸位置の周囲の物体に反射してライダにより受光できるように、船舶の姿勢を変化させる制御を行う手法が記載されている。
特開２０２０－５９４０３号公報
　船舶においては、接岸場所に安全で円滑に着岸することは重要であり、操船支援や自動運航のための着岸支援システムの実現が特に望まれている。そのため、着岸支援システムにおいては、着岸しようとしている接岸場所に対する距離・速度・角度などのパラメータを高精度に算出することが必要となる。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、着岸支援において用いられるパラメータを高精度に算出することが可能な情報処理装置を提供することを主な目的とする。
　請求項に記載の発明は、情報処理装置であって、船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得する取得手段と、接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出する最近傍点抽出手段と、前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する基準点設定手段と、を有する。
　また、請求項に記載の発明は、コンピュータが実行する制御方法であって、船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得し、接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出し、前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する。
　また、請求項に記載の発明は、プログラムであって、船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得し、接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出し、前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する処理をコンピュータに実行させる。
運航支援システムのブロック構成図。 運航支援システムに含まれる船舶及びライダの視野範囲を例示した上面図。 船舶及びライダの視野範囲を後ろから示した図。 情報処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図。 接岸支援処理に関する機能ブロック図。 接岸する岸壁をライダが捉えている様子を示した図。 接岸側面直線を明示した岸壁の斜視図。 信頼度情報のデータ構造の一例を示す図。 信頼度情報に含まれる指標及び信頼度の一例を示す図。 図５Ｂに示される指標を明示した対象船舶及び接岸場所の俯瞰図。 対象船舶の船体を基準とした船体座標系の一例を示す図。 法線ベクトルを明示した構造物の斜視図。 接岸場所エッジ点群ＳＰとして取得される最近傍点の例を示す図。 距離ｄｑ算出のための単位ベクトルｕＬを明示した図。 第１実施例における船舶側の基準点の設定に係る処理の概要を示す図。 水面上の物体を最近傍点として誤って抽出した場合の例を示す図。 接岸場所の上面に対して高さを有する物体を最近傍点として誤って抽出した場合の例を示す図。 船舶から接岸場所までの距離が遠い場合において、適切な最近傍点を抽出することができた場合の例を示す図。 船舶から接岸場所までの距離が非常に近い場合において、適切な最近傍点を抽出することができた場合の例を示す図。 水面上の物体を最近傍点として誤って抽出した場合の例を示す図。 ライダが設置されている位置を基準点Ｒとして設定して最近傍点を抽出した場合の例を示す図。 第１実施例における接岸支援処理の概要を表すフローチャート。 基準点の設定に係る処理の一例を示すフローチャート。 第２実施例を適用可能な状況の一例を示す図。 運航支援システムに含まれる船舶及びライダの視野範囲を例示した上面図。 最近傍点ＭＰＡの抽出に係る処理の概要を示す図。 図１２に示した処理により抽出される最近傍点ＭＰＡの例を示す図。 接岸側面直線Ｌ及び抽出窓ＥＷＡを明示した上面図。 最近傍点ＭＰＢの抽出に係る処理の概要を示す図。 図１４に示した処理により抽出される最近傍点ＭＰＢの例を示す図。 抽出窓ＥＷＢを明示した上面図。 原点Ｏ、接岸側面直線Ｌ、最近傍点ＫＰ及び距離ｄｆを明示した上面図。 最近傍点ＫＰの探索に用いる単位ベクトルｕを明示した図。 第２実施例における接岸支援処理の概要を表すフローチャート。 マーカ直線Ｌｍを明示した上面図。 ライダの視野範囲外にサイズの異なる複数の防舷材が設けられている場合の例を示す図。 差分値Δｄｒｆを明示した上面図。 差分値Δｄｒｆの時間的な変化と、差分値Δｄｒｆ_ｍａｘと、を示す図。 船舶から防舷材までの最短距離の算出に係る処理の一例を示すフローチャート。 距離ｄｆ_ｍｉｎを明示した上面図。
　本発明の１つの好適な実施形態では、情報処理装置は、船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得する取得手段と、接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出する最近傍点抽出手段と、前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する基準点設定手段と、を有する。
　上記の情報処理装置は、取得手段と、最近傍点抽出手段と、基準点設定手段と、を有する。取得手段は、船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得する。最近傍点抽出手段は、接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出する。基準点設定手段は、前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する。これにより、着岸支援において用いられるパラメータを高精度に算出することができる。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記基準点設定手段は、前記最近傍点の信頼度の高さに基づいて前記基準点を設定する。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記基準点設定手段は、前記最近傍点の信頼度が所定値以下である場合に、前記船舶における前記計測装置が設置されている位置を前記基準点として設定する。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記基準点設定手段は、前記最近傍点の信頼度が所定値よりも高い場合に、前記船舶と前記接岸場所との間の距離に応じ、前記計測装置が設置されている位置よりも高い位置または低い位置に前記基準点を設定する。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記基準点設定手段は、前記最近傍点の信頼度が所定値よりも高い場合の前記基準点として、前記最近傍点を表す前記データの抽出に用いられる第１の基準点と、前記接岸場所に設けられた防舷材の被計測点を表す前記データの抽出に用いられる第２の基準点と、を設定する。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記基準点設定手段は、前記第１の基準点を岸壁から見て大きな仰角となるように設定するとともに、前記第２の基準点を岸壁から見て小さな仰角となるように設定する。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記第１の基準点を用いた前記最近傍点の探索結果に基づき、前記船舶から前記接岸場所の岸壁までの距離に相当する対岸距離を算出する対岸距離算出手段をさらに有する。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記第２の基準点を用いた前記最近傍点の探索結果に基づき、前記船舶から前記防舷材までの距離に相当する防舷材距離を算出する防舷材距離算出手段をさらに有する。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記防舷材距離算出部は、所定時間内に算出された前記対岸距離と前記防舷材距離の差分値の最大値である張り出し長を算出し、前記対岸距離から前記張り出し長を減算することにより、前記防舷材距離を算出する。
　本発明の他の実施形態では、コンピュータが実行する制御方法は、船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得し、接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出し、前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する。これにより、着岸支援において用いられるパラメータを高精度に算出することができる。
　本発明のさらに他の実施形態では、プログラムは、船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得し、接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出し、前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する処理をコンピュータに実行させる。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記の情報処理装置を実現することができる。このプログラムは記憶媒体に記憶して使用することができる。
　以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
　＜第１実施例＞
　まず、第１実施例について以下に説明する。
　［運転支援システムの概要］
　図１Ａ～図１Ｃは、本実施例に係る運航支援システムの概略構成である。具体的には、図１Ａは、運航支援システムのブロック構成図を示し、図１Ｂは、運航支援システムに含まれる船舶及び後述のライダ３の視野範囲（「計測範囲」又は「測距可能範囲」とも呼ぶ。）９０を例示した上面図であり、図１Ｃは、船舶及びライダ３の視野範囲９０を後ろから示した図である。運航支援システムは、移動体である船舶と共に移動する情報処理装置１と、当該船舶に搭載されたセンサ群２とを有する。以後では、運転支援システムが搭載された船舶を「対象船舶」とも呼ぶ。
　情報処理装置１は、センサ群２と電気的に接続し、センサ群２に含まれる各種センサの出力に基づき、対象船舶の運航支援を行う。運航支援には、自動接岸（着岸）などの接岸支援などが含まれている。ここで、「接岸」とは、岸壁に対象船舶を着ける場合の他、桟橋等の構造体に対象船舶を着ける場合も含まれる。また、以後では、「接岸場所」とは、接岸の対象となる岸壁、桟橋等の構造体の総称であるものとする。情報処理装置１は、船舶に設けられたナビゲーション装置であってもよく、船舶に内蔵された電子制御装置であってもよい。
　センサ群２は、船舶に設けられた種々の外界センサ及び内界センサを含んでいる。本実施例では、センサ群２は、例えば、ライダ（Ｌｉｄａｒ：Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ、または、Ｌａｓｅｒ　Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）３を含んでいる。
　ライダ３は、水平方向の所定の角度範囲（図１Ｂ参照）および垂直方向の所定の角度範囲（図１Ｃ参照）に対してパルスレーザを出射することで、外界に存在する物体までの距離を離散的に測定し、当該物体の位置を示す３次元の点群データを生成する外界センサである。図１Ｂ及び図１Ｃの例では、ライダ３として、船舶の左舷側に向けられたライダと、船舶の右舷側に向けられたライダとが夫々船舶に設けられている。なお、ライダ３の配置は図１Ｂ及び図１Ｃの例に限定されない。例えば、対象船舶は、接岸する際に接岸場所の複数の計測データが同時に得られるように、同一側面方向を計測する複数のライダ３（例えば対象船舶の前方と後方に設けられたライダ）を有してもよい。また、ライダ３の対象船舶への設置個数は２個に限らず、１個であってもよく、３個以上であってもよい。
　ライダ３は、照射方向を変えながらレーザ光を照射する照射部と、照射したレーザ光の反射光（散乱光）を受光する受光部と、受光部が出力する受光信号に基づくスキャンデータを出力する出力部とを有する。レーザ光を照射する方向（走査位置）ごとに計測されるデータは、受光部が受光したレーザ光に対応する照射方向と、上述の受光信号に基づき特定される当該レーザ光の応答遅延時間とに基づき生成される。以後では、ライダ３の計測範囲内においてレーザ光が照射されることにより計測された点又はその計測データを「被計測点」とも呼ぶ。
　ここで、点群データは、各計測方向を画素とし、各計測方向での計測距離及び反射強度値を画素値とする画像（フレーム）とみなすことができる。この場合、画素の縦方向の並びにおいて仰俯角におけるレーザ光の出射方向（即ち計測方向）が異なり、画素の横方向の並びにおいて水平角におけるレーザ光の出射方向が異なる。以後において、点群データを画像とみなした場合に横方向のインデックスの位置が一致する画素の列（即ち縦列）に対応する被計測点を「縦ライン」とも呼ぶ。また、点群データを画像とみなした場合の横方向のインデックスを「水平番号」と呼び、縦方向のインデックスを「垂直番号」と呼ぶ。
　なお、ライダ３は、上述したスキャン型のライダに限らず、２次元アレイ状のセンサの視野にレーザ光を拡散照射することによって３次元データを生成するフラッシュ型のライダであってもよい。ライダ３は、本発明における「計測装置」の一例である。
　［情報処理装置の構成］
　図２は、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。情報処理装置１は、主に、インターフェース１１と、メモリ１２と、コントローラ１３と、を有する。これらの各要素は、バスラインを介して相互に接続されている。
　インターフェース１１は、情報処理装置１と外部装置とのデータの授受に関するインターフェース動作を行う。本実施例では、インターフェース１１は、センサ群２の各センサから出力データを取得し、コントローラ１３へ供給する。また、インターフェース１１は、例えば、コントローラ１３が生成した対象船舶の制御に関する信号を、対象船舶の運転を制御する対象船舶の各構成要素に供給する。例えば、対象船舶は、エンジンや電気モータなどの駆動源と、駆動源の駆動力に基づき進行方向の推進力を生成するスクリューと、駆動源の駆動力に基づき横方向の推進力を生成するスラスターと、船舶の進行方向を自在に定めるための機構である舵等とを備える。そして、自動接岸などの自動運転時には、インターフェース１１は、コントローラ１３が生成した制御信号を、これらの各構成要素に供給する。なお、対象船舶に電子制御装置が設けられている場合には、インターフェース１１は、当該電子制御装置に対し、コントローラ１３が生成した制御信号を供給する。インターフェース１１は、無線通信を行うためのネットワークアダプタなどのワイヤレスインターフェースであってもよく、ケーブル等により外部装置と接続するためのハードウェアインターフェースであってもよい。また、インターフェース１１は、入力装置、表示装置、音出力装置等の種々の周辺装置とのインターフェース動作を行ってもよい。
　メモリ１２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリなどの各種の揮発性メモリ及び不揮発性メモリにより構成される。メモリ１２は、コントローラ１３が所定の処理を実行するためのプログラムが記憶される。なお、コントローラ１３が実行するプログラムは、メモリ１２以外の記憶媒体に記憶されてもよい。
　また、メモリ１２には、本実施例において情報処理装置１が実行する処理に必要な情報が記憶される。例えば、メモリ１２には、接岸場所の位置に関する情報を含む地図データが記憶されてもよい。他の例では、メモリ１２には、ライダ３が１周期分の走査を行った場合に得られる点群データに対してダウンサンプリングを行う場合のダウンサンプリングのサイズに関する情報が記憶される。
　コントローラ１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＴＰＵ（Ｔｅｎｓｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などの１又は複数のプロセッサを含み、情報処理装置１の全体を制御する。この場合、コントローラ１３は、メモリ１２等に記憶されたプログラムを実行することで、対象船舶の運転支援等に関する処理を行う。
　また、コントローラ１３は、機能的には、接岸場所検出部１５と、接岸パラメータ算出部１６と、を有する。接岸場所検出部１５は、ライダ３が出力する点群データに基づき、接岸場所の検出に関する処理を行う。接岸パラメータ算出部１６は、接岸場所への接岸に必要なパラメータ（「接岸パラメータ」とも呼ぶ。）の算出を行う。ここで、接岸パラメータには、対象船舶と接岸場所との間の距離（対岸距離）、対象船舶の接岸場所への進入角度、対象船舶が接岸場所へ近づく速度（接岸速度）などが含まれる。また、接岸パラメータ算出部１６は、接岸場所検出部１５の処理結果及び接岸パラメータに基づき、接岸場所への接岸に関する信頼度を表す情報（「信頼度情報」とも呼ぶ。）を算出する。そして、コントローラ１３は、「取得手段」、「最近傍点抽出手段」、「基準点設定手段」及びプログラムを実行するコンピュータ等として機能する。
　なお、コントローラ１３が実行する処理は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現してもよい。また、コントローラ１３が実行する処理は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）又はマイコン等の、ユーザがプログラミング可能な集積回路を用いて実現してもよい。この場合、この集積回路を用いて、コントローラ１３が本実施例において実行するプログラムを実現してもよい。
　［接岸支援処理の概要］
　次に、情報処理装置１が実行する接岸支援処理の概要について説明する。情報処理装置１は、接岸場所が存在する方向において計測されたライダ３の点群データに基づき、接岸場所の側面に沿った直線（「接岸側面直線Ｌ」とも呼ぶ。）を生成する。すなわち、接岸側面直線Ｌは、接岸場所の岸壁側面に沿った直線である。そして、情報処理装置１は、接岸側面直線Ｌに基づき、対岸距離などの接岸パラメータを算出する。
　図３は、接岸支援処理に関する接岸場所検出部１５及び接岸パラメータ算出部１６の機能ブロック図である。接岸場所検出部１５は、機能的には、法線ベクトル算出ブロック２０と、視野・検出面特定ブロック２１と、法線数特定ブロック２２と、平均・分散算出ブロック２３と、接岸状況判定ブロック２４とを有する。また、接岸パラメータ算出部１６は、機能的には、近傍点探索ブロック２６と、直線生成ブロック２７と、対岸距離算出ブロック２８と、進入角度算出ブロック２９と、接岸速度算出ブロック３０と、信頼度情報生成ブロック４０と、最近傍点抽出ブロック４１と、基準点設定ブロック４２と、を有する。
　法線ベクトル算出ブロック２０は、接岸場所が存在する方向に対してライダ３が生成する点群データに基づき、接岸場所が形成する面（「接岸面」とも呼ぶ。）の法線ベクトルを算出する。この場合、法線ベクトル算出ブロック２０は、例えば、対象船舶において接岸側を計測範囲に含むライダ３が生成する点群データに基づき、上述の法線ベクトルを算出する。ライダ３の計測範囲及び接岸場所の方向に関する情報は、例えばメモリ１２等に予め登録されていてもよい。
　この場合、法線ベクトル算出ブロック２０は、好適には、点群データのダウンサンプリングと、レーザ光が水面で反射することで得られたデータ（「水面反射データ」とも呼ぶ。）の除去と、を夫々行うとよい。
　この場合、まず、法線ベクトル算出ブロック２０は、ライダ３が生成する点群データに対し、水面位置より下方に存在するデータを、水面反射データ（即ち誤検出データ）として除去する。なお、法線ベクトル算出ブロック２０は、例えば、周辺に水面以外の物体が存在しないときにライダ３が生成する点群データの高さ方向の平均値等に基づき、水面位置を推定する。そして、法線ベクトル算出ブロック２０は、水面反射データを除去後の点群データに対し、所定サイズの格子空間毎に被計測点を統合する処理であるダウンサンプリングを行う。そして、法線ベクトル算出ブロック２０は、ダウンサンプリング後の点群データにより示される各被計測点について、周辺の複数の被計測点を用いて法線ベクトルを算出する。なお、ダウンサンプリングは、水面で反射したデータの除去の前に実行されてもよい。
　視野・検出面特定ブロック２１は、ライダ３の視野角内に存在する接岸場所の面（「視野内面」とも呼ぶ。）と、法線ベクトル算出ブロック２０が算出した法線ベクトルに基づき検出した接岸場所の面（「検出面」とも呼ぶ。）との特定を行う。この場合、視野・検出面特定ブロック２１は、視野内面及び検出面として、接岸場所の上面又は／及び側面が含まれているか否かの特定を行う。
　法線数特定ブロック２２は、法線ベクトル算出ブロック２０が算出した法線ベクトルのうち、鉛直方向の法線ベクトルと、それに垂直な方向（即ち水平方向）の法線ベクトルとを夫々抽出し、鉛直方向の法線ベクトルの本数と、水平方向の法線ベクトルの本数とを算出する。ここでは、法線数特定ブロック２２は、鉛直方向の法線ベクトルを、接岸場所の上面の被計測点に対する法線、水平方向の法線ベクトルを、接岸場所の側面の被計測点に対する法線を表すものとみなし、夫々の本数を接岸場所に関する信頼度の一指標として算出している。
　平均・分散算出ブロック２３は、法線ベクトル算出ブロック２０が算出した法線ベクトルのうち、鉛直方向の法線ベクトルと、それに垂直な方向（即ち水平方向）の法線ベクトルとを夫々抽出し、鉛直方向の法線ベクトルの平均及び分散と、水平方向の法線ベクトルの平均及び分散を算出する。
　接岸状況判定ブロック２４は、同一の点群データに基づき特定又は算出された、視野・検出面特定ブロック２１、法線数特定ブロック２２、平均・分散算出ブロック２３の各処理結果を、当該点群データの生成時点での接岸場所の検出状況を表す判定結果として取得する。そして、接岸状況判定ブロック２４は、視野・検出面特定ブロック２１、法線数特定ブロック２２、平均・分散算出ブロック２３の各処理結果を、接岸場所の検出状況の判定結果として、接岸パラメータ算出部１６に供給する。
　近傍点探索ブロック２６は、点群データを構成する被計測点と、基準点設定ブロック４２により設定された基準点と、に基づき、当該基準点に最も近い最近傍点を縦ラインごとに探索する処理を行う。例えば、図４Ａに示すように、接岸する岸壁をライダ３が捉えている場合、船舶に最も近い点である最近傍点は岸壁の上面と側面の間のエッジ部分になる。
　直線生成ブロック２７は、近傍点探索ブロック２６が判定した最近傍点に基づき、接岸場所の側面に沿った直線である接岸側面直線Ｌを生成する。このような処理によれば、直線生成ブロック２７は、例えば、図４Ｂに示すような接岸側面直線Ｌを生成することができる。図４Ｂは、接岸側面直線を明示した岸壁の斜視図である。
　最近傍点抽出ブロック４１は、近傍点探索ブロック２６により探索された各縦ラインの最近傍点と、直線生成ブロック２７により生成された接岸側面直線Ｌと、基準点設定ブロック４２により設定された基準点と、に基づき、当該基準点から当該接岸側面直線Ｌまでの距離が最短となる一の最近傍点を当該各最近傍点の中から抽出する処理を行う。
　対岸距離算出ブロック２８は、直線生成ブロック２７が生成する接岸側面直線Ｌに基づき、対象船舶と接岸場所との最短距離に相当する対岸距離を算出する。ここで、対岸距離算出ブロック２８は、接岸場所を計測可能な複数のライダ３が存在する場合には、複数のライダ３の点群データをまとめて接岸側面直線Ｌを生成し、各ライダ３との最短距離を対岸距離として算出する。あるいは、対岸距離算出ブロック２８は、ライダ３の点群データごとに接岸側面直線Ｌを生成し、各接岸側面直線Ｌと各ライダ３との最短距離を対岸距離として算出してもよい。また、対岸距離算出ブロック２８は、船舶中心位置等の基準点から接岸側面直線Ｌまでの最短距離を対岸距離として算出してもよい。なお、対岸距離算出ブロック２８は、ライダ３ごとの最短距離を対岸距離とみなす代わりに、対岸距離をライダ３毎の最短距離のうち短い距離を対岸距離として定めてもよく、これらの最短距離の平均を対岸距離として定めてもよい。また、対岸距離算出ブロック２８は、例えば、岸壁に設置されている防舷材までの距離を算出可能な場合においては、当該防舷材までの距離を対岸距離として定めてもよい。
　進入角度算出ブロック２９は、直線生成ブロック２７が生成した接岸側面直線Ｌに基づき、接岸場所に対する対象船舶の進入角度を算出する。具体的には、進入角度算出ブロック２９は、正接を規定する２つの引数から逆正接（アーク・タンジェント）を求める関数である「ａｔａｎ２」を用いて進入角度を算出する。より詳しくは、進入角度算出ブロック２９は、接岸側面直線Ｌの方向ベクトルから、関数ａｔａｎ２の計算により、進入角度を算出する。
　接岸速度算出ブロック３０は、対岸距離算出ブロック２８が算出した対岸距離に基づき、接岸場所に対象船舶が近づく速度である接岸速度を算出する。例えば、接岸速度算出ブロック３０は、対岸距離（最短距離）の時間変化を接岸速度として算出する。
　信頼度情報生成ブロック４０は、接岸状況判定ブロック２４、近傍点探索ブロック２６、対岸距離算出ブロック２８及び進入角度算出ブロック２９の処理結果に基づき、信頼度情報を生成する。
　ここで、信頼度情報の生成に係る第１の具体例について説明する。信頼度情報生成ブロック４０は、接岸場所の検出時の視野角、接岸場所の面検出、法線ベクトルの本数及び分散等の各要素に対してフラグを生成し、生成したフラグのベクトルを信頼度情報として生成する。以後では、フラグは、「１」の場合には対応する要素の信頼度が所定値よりも高いことを表し、「０」の場合には対応する要素の信頼度が当該所定値以下であることを表すものとする。
　図５Ａは、信頼度情報生成ブロック４０が生成する信頼度情報のデータ構造の一例を示す図である。図５Ａに示すように、信頼度情報は、「上面」、「側面」、「直線」、「距離」、「角度」の項目を有する。また、項目「上面」は、サブ項目「視野角」、「検出」、「法線数」、「分散」を有し、項目「側面」は、「視野角」、「検出」、「法線数」、「分散」のサブ項目を有する。また、項目「最近傍点」は、サブ項目「分散」を有し、項目「距離」は、サブ項目「変化量」、「変化率」を有し、項目「角度」は、サブ項目「変化量」を有する。
　ここで、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「上面」のサブ項目「視野角」には、接岸場所の上面が視野角の範囲内である場合に「１」、上面が視野角外である場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「上面」のサブ項目「検出」には、接岸場所の上面が検出面である場合に「１」、上面が検出面でない場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「上面」のサブ項目「法線数」には、接岸場所の上面に対する法線ベクトルの本数が所定の閾値（例えば１０本）以上の場合に「１」、当該本数が閾値未満の場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「上面」のサブ項目「分散」には、接岸場所の上面に対する法線ベクトルのｘ，ｙ，ｚ成分の分散がいずれも所定の閾値（例えば１．０）未満の場合に「１」、当該いずれかの分散が閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「側面」の各サブ項目においても、項目「上面」の各サブ項目と同一規則により定めたフラグを登録する。
　また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「最近傍点」のサブ項目「分散」には、近傍点探索ブロック２６により縦ラインごとに探索された最近傍点の分散が所定の閾値（例えば０．３）未満の場合に「１」、当該分散が閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。
　また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「距離」のサブ項目「変化量」には、対岸距離算出ブロック２８が算出する対岸距離の１時刻前からの変化量が所定の閾値（例えば１．０ｍ）未満である場合に「１」、当該変化量が閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「距離」のサブ項目「変化率」には、対岸距離算出ブロック２８が算出する対岸距離の１時刻前からの変化率が所定の閾値（例えば±１０％）未満である場合に「１」、当該変化率が閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「角度」のサブ項目「変化量」には、進入角度算出ブロック２９が算出する進入角度の１時刻前からの変化量が所定の閾値（例えば１．０度）未満である場合に「１」、当該変化量が閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。
　なお、上述の各閾値は、例えば、メモリ１２等に予め記憶された適合値に設定される。また、信頼度情報は、ライダ３毎に生成されてもよい。
　続いて、信頼度情報の生成に係る第２の具体例について説明する。図５Ｂは、信頼度情報に含まれる指標及び信頼度の一例を示す図である。図５Ｃは、図５Ｂに示される指標を明示した対象船舶及び接岸場所の俯瞰図である。なお、ここでは、接岸場所である岸壁には、接岸の基準物であるマーカＭ０及びマーカＭ１が設けられており、情報処理装置１は、このマーカＭ０及びマーカＭ１をライダ３の点群データに基づき検出し、マーカＭ０及びマーカＭ１の間に存在する接岸場所のエッジ付近の被計測点（近傍点集合）を用いて接岸側面直線Ｌの生成等の各処理を実行する。以降においては、マーカＭ０及びマーカＭ１の間に存在する接岸場所のエッジ付近の被計測点を「対象点」とも呼ぶ。なお、マーカＭ０及びマーカＭ１が検出されない場合には、例えば、近傍点集合の全てを対象点とみなすものとする。
　指標「ｃ３」は、対象点の点数に基づく指標であり、ここでは一例として変数ｘを対象点の点数とした１次関数として表されている。指標「ｃ２」は、対象点の標準偏差に基づく指標であり、ここでは一例として変数ｘを対象点の標準偏差とした１次関数として表されている。指標「ｃ１」は、２台のライダ３により前方側と後方側の両方の岸壁を計測できたか否かを示す指標であり、ここでは一例として両方が計測できた場合を「１．０」とし、片方のみが計測できた場合を「０．０」としている。指標「ｃ０」は、対象点の両端（接岸側面直線Ｌに沿った方向における両端）の間隔に基づく指標であり、変数ｘを上述の両端の間隔とした１次関数として表されている。また、指標ｃ０～ｃ３は０～１の範囲に制限するように算出される。
　演算信頼度「ｃ」は、上述した各指標ｃ０～ｃ３に基づく信頼度であり、ここでは、指標ｃ０～ｃ３に対する重要度に応じた重み係数「ｗ０」～「ｗ３」を用いた指標ｃ０～ｃ３の加重平均値となっている。また、重み係数ｗ０～ｗ３の設定値の一例が図示されている。各指標ｃ０～ｃ３は、いずれも０～１の範囲であるため、それらの加重平均値である演算信頼度ｃも０～１の範囲の数値として算出される。
　総合信頼度「ｒ」は、岸壁の側面の検出に関する信頼度である側面検出信頼度「ｑｓ」と、岸壁の上面の検出に関する信頼度である上面検出信頼度「ｑｕ」と、マーカＭ０の検出に関する信頼度であるマーカ検出信頼度「ｍ０」と、マーカＭ１の検出に関する信頼度であるマーカ検出信頼度「ｍ１」と、演算信頼度ｃとに基づく信頼度である。ここでは、各信頼度ｑｓ、ｑｕ、ｍ０、ｍ１、ｃに対する重要度に応じた重み係数「ｗｑｓ」、「ｗｑｕ」、「ｗｍ０」、「ｗｍ１」、「ｗｃ」を用いた信頼度ｑｓ、ｑｕ、ｍ０、ｍ１、ｃの加重平均値となっている。また、重み係数ｗｑｓ、ｗｑｕ、ｗｍ０、ｗｍ１、ｗｃの設定値の一例が図示されている。なお、情報処理装置１は、例えば、側面検出信頼度ｑｓを、図５Ａに示す信頼度情報の項目「側面」に基づき算出し、上面検出信頼度ｑｕを、同図の信頼度情報の項目「上面」に基づき算出してもよい。また、情報処理装置１は、マーカ検出信頼度ｍ０及びマーカ検出信頼度ｍ１を、例えば、マーカＭ０及びマーカＭ１の夫々のライダ３による点群データの被計測点の点数に基づき算出してもよい。そして、側面検出信頼度ｑｓ、上面検出信頼度ｑｕ、マーカ検出信頼度ｍ０、マーカ検出信頼度ｍ１は、いずれも０～１の範囲となるように算出される。また、前方と後方の両方の岸壁を検出した場合は、前方岸壁の側面検出信頼度ｑｓ０、後方岸壁の側面検出信頼度ｑｓ１、前方岸壁の上面検出信頼度ｑｕ０、後方岸壁の上面検出信頼度ｑｕ１として算出する。側面検出信頼度ｑｓ、上面検出信頼度ｑｕ、マーカ検出信頼度ｍ０、マーカ検出信頼度ｍ１、演算信頼度ｃは、いずれも０～１の範囲であるため、それらの加重平均値である総合信頼度ｒも０～１の範囲の数値として算出される。したがって、総合信頼度ｒが１に近いほど、算出された接岸パラメータの信頼性が高く、総合信頼度ｒが０に近いほど、算出された接岸パラメータの信頼性が低いことがわかる。
　すなわち、第２の具体例により生成される信頼度情報には、以上に述べたような方法により算出された各指標及び信頼度が含まれている。
　基準点設定ブロック４２は、信頼度情報生成ブロック４０により生成された信頼度情報と、最近傍点抽出ブロック４１により抽出された一の最近傍点と、に基づき、近傍点探索ブロック２６及び最近傍点抽出ブロック４１の処理に用いられる船舶の基準位置に相当する基準点を設定するための処理を行う。
　次に、法線ベクトル算出ブロック２０、法線数特定ブロック２２及び平均・分散算出ブロック２３の処理の具体例について図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。
　図６Ａは、対象船舶の船体を基準とした船体座標系の一例を示す図である。図６Ａに示すように、ここでは、対象船舶の正面（前進）方向を「ｘ」座標、対象船舶の側面方向を「ｙ」座標、対象船舶の高さ方向を「ｚ」座標とする。そして、ライダ３が計測した、ライダ３を基準とした座標系の計測データは、図６Ａに示す船体座標系に変換される。なお、移動体に設置されたライダを基準とした座標系の点群データを移動体の座標系に変換する処理については、例えば、国際公開ＷＯ２０１９／１８８７４５などに開示されている。
　図６Ｂは、接岸場所である岸壁に対し、ライダ３が計測した計測位置を表す被計測点及び被計測点に基づき算出した法線ベクトルを明示した接岸場所（ここでは岸壁）の斜視図である。図６Ｂでは、被計測点を丸により示し、法線ベクトルを矢印により示している。ここでは、岸壁の上面及び側面の両方がライダ３により計測できた例が示されている。
　図６Ｂに示すように、法線ベクトル算出ブロック２０は、岸壁の側面及び上面の被計測点に対する法線ベクトルを算出する。法線ベクトルは、対象とする平面や曲面に垂直なベクトルであるため、面として構成可能な複数の被計測点を用いて算出される。したがって、縦横が所定長の格子あるいは半径が所定長の円を設定し、その内部に存在する被計測点を用いて計算する。この場合、法線ベクトル算出ブロック２０は、被計測点毎に法線ベクトルを算出してもよく、所定間隔毎に法線ベクトルを算出してもよい。そして、法線数特定ブロック２２は、ｚ成分が所定の閾値より大きい法線ベクトルを、鉛直方向を向いた法線ベクトルであると判定する。なお、法線ベクトルは、単位ベクトル化されているものとする。また、ｚ成分が所定の閾値未満となる法線ベクトルを、水平方向を向いた法線ベクトルであると判定する。そして、法線数特定ブロック２２は、鉛直方向の法線ベクトルの本数（ここでは５本）と水平方向の法線ベクトル（ここでは４本）とを特定する。さらに、平均・分散算出ブロック２３は、鉛直方向の法線ベクトルの平均及び分散と、水平方向の法線ベクトルの平均及び分散を算出する。なお、エッジ部分は、その周辺の被計測点が上面であったり側面であったりするため、斜めの方向になる。
　［基準点の設定方法及び利用方法］
　次に、本実施例における基準点の設定方法及び利用方法について説明する。接岸パラメータ算出部１６は、処理時刻ｔにおいて、ライダ３が設置されている位置を基準点Ｒｔとして設定する。また、接岸パラメータ算出部１６は、処理時刻ｔにおいてライダ３により生成された点群データを構成する各被計測点と、基準点Ｒと、に基づき、当該基準点Ｒに最も近い最近傍点を縦ラインごとに探索する処理を行う。そして、このような処理によれば、接岸パラメータ算出部１６は、処理時刻ｔにおいて、図４Ｂに示すように、接岸場所のエッジ（詳しくは上面及び側面の境界）を構成する複数の被計測点（最近傍点）を含む点群データ（以降、「接岸場所エッジ点群」とも称する）を取得する。
　接岸パラメータ算出部１６は、図７Ａに示すように、処理時刻ｔにおいて取得した接岸場所エッジ点群ＳＰに基づき、当該処理時刻ｔにおける接岸側面直線Ｌを生成する。例えば、接岸パラメータ算出部１６は、処理時刻ｔにおいて、ライダ３から得られた点群データを構成する被計測点と、予め設定された基準点と、に基づき、当該基準点に最も近い最近傍点を縦ラインごとに探索することにより、図７Ａに示すような最近傍点を含む接岸場所エッジ点群ＳＰを取得する。そして、接岸パラメータ算出部１６は、前述のように取得した接岸場所エッジ点群ＳＰに対して主成分分析または最小二乗法を適用することにより、接岸側面直線Ｌを生成する。
　接岸パラメータ算出部１６は、水平面（ｘｙ平面）における基準点Ｒから接岸側面直線Ｌまでの距離が最短となる一の最近傍点ＨＰを抽出する。そして、基準点Ｒから最近傍点ＨＰまでの水平面（ｘｙ平面）における距離を算出する。
　ここで、接岸場所エッジ点群ＳＰが示す被計測点の重心点をＧとした場合、図７Ｂからわかるように、ベクトルＨＰ－Ｇと、接岸側面直線Ｌの単位ベクトルｕＬとが平行であるため、ＨＰ－Ｇ＝ａｕ（ａは定数）の関係が成立する。よって、接岸パラメータ算出部１６は、下記数式（１）を用いて最近傍点ＨＰの座標位置を算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、接岸パラメータ算出部１６は、下記数式（２）を用いて、基準点Ｒと最近傍点ＨＰとの間における水平面（ｘｙ平面）上の距離ｄｑを算出する（図７Ｂ参照）。なお、下記数式（２）において、ＨＰｘは最近傍点ＨＰのｘ座標を表し、ＨＰｙは最近傍点ＨＰのｙ座標を表し、Ｒｘは基準点Ｒのｘ座標を表し、Ｒｙは基準点Ｒのｙ座標を表している。すなわち、距離ｄｑは、船舶と接岸場所との間の距離に相当する値として算出される。また、接岸パラメータ算出部１６は、基準点Ｒのｚ座標値Ｒｚから最近傍点ＨＰのｚ座標値ＨＰｚを減算して、基準点Ｒと最近傍点ＨＰとの間における垂直方向（ｚ方向）の距離である高さｈを算出する。なお、接岸パラメータ算出部１６は、対岸距離ｄｒを、船舶の中心位置等の原点Ｏから接岸側面直線Ｌまでの距離として算出する。その場合、基準点Ｒに代えて原点Ｏの座標を用い、上記数式（１）及び下記数式（２）で算出すればよい。また、接岸パラメータ算出部１６は、基準点Ｒを原点Ｏとして対岸距離ｄｒを算出した場合には、上記の距離ｄｑを対岸距離ｄｒとしてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　接岸パラメータ算出部１６は、信頼度情報生成ブロック４０により生成された信頼度情報のうち、項目「最近傍点」のサブ項目「分散」に登録されているフラグを参照することにより、接岸場所エッジ点群ＳＰに含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度の高さを判定する。
　接岸パラメータ算出部１６は、前述の第１の具体例に応じて生成された信頼度情報の項目「最近傍点」のサブ項目「分散」に登録されているフラグが「０」である場合には、接岸場所エッジ点群ＳＰに含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度が所定値以下であると判定する。または、接岸パラメータ算出部１６は、例えば、前述の第２の具体例に応じて生成された信頼度情報に含まれる総合信頼度ｒが０．３以下である場合に、接岸場所エッジ点群ＳＰに含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度が所定値以下であると判定する。そして、接岸パラメータ算出部１６は、このような判定を行った場合には、処理時刻ｔの次の処理時刻ｔ＋１における基準点Ｒの座標位置を、ライダ３が設置されている位置［Ｌｘ　Ｌｙ　Ｌｚ］Ｔに設定する。
　接岸パラメータ算出部１６は、前述の第１の具体例に応じて生成された信頼度情報の項目「最近傍点」のサブ項目「分散」に登録されているフラグが「１」である場合には、接岸場所エッジ点群ＳＰに含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度が所定値よりも高いと判定する。または、接岸パラメータ算出部１６は、例えば、前述の第２の具体例に応じて生成された信頼度情報に含まれる総合信頼度ｒが０．３より大きい場合に、接岸場所エッジ点群ＳＰに含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度が所定値よりも高いと判定する。そして、接岸パラメータ算出部１６は、このような判定を行った場合には、処理時刻ｔの次の処理時刻ｔ＋１における基準点Ｒの座標位置を、［Ｌｘ　Ｌｙ　Ｌｚ－ｈ＋ｄｑｔａｎθ］Ｔに設定する。なお、本実施例においては、基準点Ｒの座標位置［Ｌｘ　Ｌｙ　Ｌｚ－ｈ＋ｄｑｔａｎθ］Ｔにおけるθの値が所定の値（例えば３０°）に設定される。角度θは、最近傍点ＨＰを基準とした場合の基準点Ｒの仰角として設定される。すなわち、角度θは、岸壁から基準点Ｒを見た場合の仰角として設定される。
　その後、接岸パラメータ算出部１６は、処理時刻ｔ＋１以降において、基準点の設定、接岸場所エッジ点群の取得、及び、接岸側面直線の生成等に係る処理を繰り返し行う。
　本実施例における船舶側の基準点の設定に係る処理の概要は、例えば、図８のように表すことができる。図８は、第１実施例における船舶側の基準点の設定に係る処理の概要を示す図である。
　ところで、従来知られている技術によれば、例えば、図９Ａに示すように、船舶から接岸場所までの距離が遠い場合において、水面反射及び波しぶき等のような水面上の物体を最近傍点として誤って抽出してしまう場合が生じ得る。また、従来知られている技術によれば、例えば、図９Ｂに示すように、船舶から接岸場所までの距離が非常に近い場合において、当該接岸場所の上面に対して高さを有する物体を最近傍点として誤って抽出してしまう場合が生じ得る。これに対し、以上に述べた処理によれば、例えば、接岸場所エッジ点群に含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度が所定値よりも高く、かつ、船舶から接岸場所までの距離が遠い場合において、接岸場所エッジ点群の探索（抽出）に用いられる基準点を、ライダ３が設置されている位置よりも高い位置に設定することができる。これにより、水面近くの水面反射データを最近傍探索で捉えてしまうことを防止できる。また、以上に述べた処理によれば、例えば、接岸場所エッジ点群に含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度が所定値よりも高く、かつ、船舶から接岸場所までの距離が近い場合において、接岸場所エッジ点群の探索（抽出）に用いられる基準点を、ライダ３が設置されている位置よりも低い位置に設定することができる。これにより、岸壁上に存在する物体を最近傍探索で捉えてしまうことを防止できる。したがって、以上に述べた処理によれば、船舶から接岸場所までの距離が遠くても近くても、岸壁から基準点Ｒを見た場合の仰角に相当する角度θが一定になり、岸壁までの距離に依存しない同一条件での最近傍探索を行うことができる（図９Ｃ及び図９Ｄ参照）ため、運航支援システムの性能を一定に保つことにも役立っている。また、以上に述べた処理によれば、例えば、接岸場所エッジ点群に含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度が所定値以下である場合において、接岸場所エッジ点群の探索（抽出）に用いられる基準点を、ライダ３が設置されている位置に設定することができる。具体的には、接岸パラメータ算出部１６は、例えば、処理時刻ｔにおいて、水面上の物体を接岸場所エッジ点群に含まれる最近傍点として誤って抽出した場合（図９Ｅ参照）は、当該接岸場所エッジ点群に含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度が所定値以下となるため、ライダ３が設置されている位置を次の（処理時刻ｔ＋１の）基準点Ｒに設定し、当該次の基準点Ｒを用いて最近傍点の探索及び抽出を行うことができる（図９Ｆ参照）。そのため、以上に述べた処理によれば、基準点の位置に応じた接岸場所エッジ点群を抽出することができるとともに、当該接岸場所エッジ点群に含まれる各最近傍点に基づいて適切な接岸側面直線を生成することができる。
　［処理フロー］
　図１０Ａは、本実施例における接岸支援処理の概要を表すフローチャートである。情報処理装置１は、図１０Ａのフローチャートの処理を繰り返し実行する。
　まず、情報処理装置１は、接岸場所方向の点群データを取得する（ステップＳ１１）。この場合、情報処理装置１は、例えば、対象船舶において接岸側を計測範囲に含むライダ３が生成する点群データを取得する。また、情報処理装置１は、取得した点群データのダウンサンプリング及び水面で反射したデータの除去をさらに行ってもよい。
　次に、情報処理装置１の接岸場所検出部１５は、ステップＳ１１で取得された点群データに基づき、法線ベクトルを算出する（ステップＳ１２）。さらに、接岸場所検出部１５は、ステップＳ１２において、法線ベクトルの本数及び法線ベクトルの分散等の算出を行う。また、接岸場所検出部１５は、ステップＳ１２の処理結果に基づき、視野内面及び検出面の特定を行う（ステップＳ１３）。
　次に、接岸パラメータ算出部１６は、現在の（処理時刻ｔの）基準点Ｒをメモリ１２から取得する（ステップＳ１４）。
　次に、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１１で取得した点群データと、ステップＳ１４により取得した基準点Ｒと、に基づき、当該基準点に最も近い最近傍点を縦ラインごとに探索する処理を行う（ステップＳ１５）。
　次に、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１５で求めた縦ラインごとの最近傍点を用いて、接岸側面直線Ｌを生成する（ステップＳ１６）。
　次に、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１６で算出した接岸側面直線Ｌを用いて、接岸パラメータである対岸距離、進入角度、接岸速度を算出する（ステップＳ１７）。
　次に、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１３での視野内面及び検出面の特定結果及びステップＳ１６での接岸パラメータの算出結果に基づき、信頼度情報を生成する（ステップＳ１８）。
　接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１５により取得した各最近傍点の中から、ステップＳ１４により取得した基準点Ｒと、ステップＳ１６により生成した接岸側面直線Ｌと、の距離が最短となる一の最近傍点（以降、岸壁最近傍点とも称する）を抽出する。そして、接岸パラメータ算出部１６は、前述のように抽出した岸壁最近傍点と、ステップＳ１７により生成した信頼度情報と、に基づき、次の（処理時刻ｔ＋１の）基準点Ｒの設定に係る処理を行う（ステップＳ１９）。
　ここで、ステップＳ１９において行われる処理の具体例について、図１０Ｂを参照しつつ説明する。図１０Ｂは、基準点の設定に係る処理の一例を示すフローチャートである。
　接岸パラメータ算出部１６は、角度θを所定値に設定した（ステップＳ３１）後、ステップＳ１７により生成した信頼度情報に含まれる信頼度が所定値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３２）。
　接岸パラメータ算出部１６は、信頼度が所定値以下である場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）には、ライダ３の設置位置を次の基準点Ｒとして設定し（ステップＳ３３）、当該設定した次の基準点Ｒをメモリ１２に格納した（ステップＳ３５）後、ステップＳ２０の処理を続けて行う。また、接岸パラメータ算出部１６は、信頼度が所定値よりも大きい場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）には、距離ｄｑ、高さｈ及び角度θを用いて次の基準点Ｒを設定し（ステップＳ３４）、当該設定した次の基準点Ｒをメモリ１２に格納した（ステップＳ３５）後、ステップＳ２０の処理を続けて行う。なお、岸壁最近傍点は、距離ｄｑを算出する際に用いられる。
　情報処理装置１は、ステップＳ１９の処理を行った後、信頼度情報に基づく船舶の制御を行う（ステップＳ２０）。これにより、情報処理装置１は、接岸状況を的確に反映した信頼度に基づいて、接岸に関する船舶の制御を的確に実行することができる。
　そして、情報処理装置１は、対象船舶が接岸（着岸）したか否か判定する（ステップＳ２１）。この場合、情報処理装置１は、例えば、センサ群２の出力信号又はインターフェース１１を介したユーザ入力等に基づき、対象船舶が接岸したか否か判定する。そして、情報処理装置１は、対象船舶が接岸したと判定した場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。一方、情報処理装置１は、対象船舶が接岸していない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、ステップＳ１１へ処理を戻す。
　以上に述べた処理によれば、取得手段は、船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得する。また、以上に述べた処理によれば、最近傍点抽出手段は、接岸場所の被計測点を表すデータから船舶の基準点と最も近い最近傍点を表すデータを横方向の位置を表すインデックスごとに抽出する。また、以上に述べた処理によれば、基準点設定手段は、最近傍点に基づき、次の処理時刻における基準点を設定する。また、以上に述べた処理によれば、基準点設定手段は、最近傍点の信頼度の高さに基づいて基準点を設定する。また、以上に述べた処理によれば、基準点設定手段は、最近傍点の信頼度が所定値以下である場合に、船舶における計測装置が設置されている位置を基準点として設定する。また、以上に述べた処理によれば、基準点設定手段は、最近傍点の信頼度が所定値よりも高い場合に、船舶と前記接岸場所との間の距離に応じて基準点の高さを設定する。
　以上に述べたように、本実施例によれば、接岸場所または接岸場所付近の状況に応じて船舶側の基準点を（ｚ方向に）変化させることができ、当該基準点の位置に応じた接岸場所エッジ点群を抽出することができるとともに、当該接岸場所エッジ点群に含まれる各最近傍点に基づいて適切な接岸側面直線を生成することができる。従って、本実施例によれば、前述のように生成された接岸側面直線に基づき、例えば、距離、速度及び角度等のような、着岸支援において用いられるパラメータを高精度に算出することができる。
　＜第２実施例＞
　次に、第２実施例について以下に説明する。なお、本実施例においては、第１実施例と同様の構成等を適用可能な部分についての説明を適宜省略するとともに、第１実施例とは異なる部分に主眼を置いて説明を行うものとする。具体的には、本実施例においては、システム構成、ハードウェア構成及び機能構成が第１実施例と略同様である一方で、接岸パラメータ算出部１６において行われる処理の内容が第１実施例とは異なっている。そのため、以下においては、接岸パラメータ算出部１６により行われる処理についての説明を主に行うものとする。
　［基準点の設定方法及び利用方法］
　ここで、本実施例における基準点の設定方法及び利用方法について説明する。なお、本実施例においては、例えば、図１１Ａに示すように、防舷材が壁面に沿って設けられていることに起因し、適切な接岸側面直線を生成することが困難な接岸場所に船舶を接岸させる場合について説明する。また、本実施例においては、例えば、図１１Ａに示すように、再帰性反射材を有するマーカが、接岸場所における船舶の前方側及び後方側に１つずつ配置されているものとして説明を行う。また、本実施例においては、例えば、図１１Ｂに示すように、ライダ３として、船舶の左舷前方及び右舷前方に視野範囲９１を有する２つのライダと、当該船舶の左舷後方及び右舷後方に視野範囲９２を有する２つのライダと、が当該船舶に設けられているものとして説明を行う。また、本実施例においては、接岸場所における船舶の前方側に設けられたマーカ（以降、前方マーカとも称する）が視野範囲９１に含まれ得るとともに、当該接岸場所における当該船舶の後方側に設けられたマーカ（以降、後方マーカとも称する）が視野範囲９２に含まれ得るものとして説明を行う。また、本実施例においては、第１実施例と同様の処理により、接岸場所エッジ点群ＳＰに含まれる各被計測点（最近傍点）の信頼度が所定値よりも高いと判定されたものとして説明を行う。図１１Ａは、第２実施例を適用可能な状況の一例を示す図である。図１１Ｂは、運航支援システムに含まれる船舶及びライダの視野範囲を例示した上面図である。
　接岸パラメータ算出部１６は、例えば、θ＝６０°に設定することにより、基準点Ｒの座標位置を［Ｌｘ　Ｌｙ　Ｌｚ－ｈ＋ｄｑｔａｎ６０°］Ｔに設定する。このような処理によれば、岸壁から見て大きな仰角となる位置に基準点Ｒを設定することになる。つまり比較的上方から最近傍探索を行うこととなる。また、接岸パラメータ算出部１６は、処理時刻ｔ＋１においてライダ３により生成された点群データを構成する各被計測点と、前述のように設定された基準点Ｒと、に基づき、当該基準点Ｒに最も近い最近傍点ＭＰＡを縦ラインごとに探索する処理を行う。このような処理によれば、例えば、図１２に示すように、防舷材上の被計測点が縦ラインにおける最近傍点ＭＰＡとして抽出されることを避けつつ、接岸場所のエッジ部分の被計測点を当該縦ラインにおける最近傍点ＭＰＡとして抽出することができる。また、前述の処理によれば、例えば、図１３Ａに示すような最近傍点ＭＰＡが抽出される。図１２は、最近傍点ＭＰＡの抽出に係る処理の概要を示す図である。図１３Ａは、図１２に示した処理により抽出される最近傍点ＭＰＡの例を示す図である。
　接岸パラメータ算出部１６は、前方マーカの位置を示す被計測点と、後方マーカの位置を示す被計測点と、に基づき、ｘｙ平面上の矩形領域である抽出窓ＥＷＡを設定する。また、接岸パラメータ算出部１６は、縦ラインごとに抽出された各最近傍点ＭＰＡの中から、抽出窓ＥＷＡの範囲内に属するものを抽出することにより、処理時刻ｔ＋１における接岸場所エッジ点群ＳＰを取得する。また、接岸パラメータ算出部１６は、接岸場所エッジ点群ＳＰに基づき、処理時刻ｔ＋１における接岸側面直線Ｌを生成する。このような処理によれば、例えば、図１３Ｂに示すような矩形の抽出窓ＥＷＡがｘｙ平面上に設定される。また、前述の処理によれば、例えば、図１３Ｂに示すように、抽出窓ＥＷＡの範囲内に属する複数の最近傍点ＭＰＡが接岸場所エッジ点群ＳＰとして取得されるとともに、当該接岸場所エッジ点群ＳＰに基づいて接岸側面直線Ｌが生成される。図１３Ｂは、抽出窓ＥＷＡ及び接岸側面直線Ｌを明示した上面図である。
　接岸パラメータ算出部１６は、以上に述べた処理を行った後、例えば、θ＝１５°に再設定することにより、基準点Ｒの座標位置を［Ｌｘ　Ｌｙ　Ｌｚ－ｈ＋ｄｑｔａｎ１５°］Ｔに再設定する。このような処理によれば、岸壁から見て小さな仰角となる位置に基準点Ｒを設定することができる。つまり比較的下方から最近傍探索を行うこととなる。また、接岸パラメータ算出部１６は、処理時刻ｔ＋１においてライダ３により生成された点群データからノイズを除去することにより得られた各被計測点と、前述のように再設定された基準点Ｒと、に基づき、当該基準点Ｒに最も近い最近傍点ＭＰＢを縦ラインごとに探索する処理を行う。このような処理によれば、例えば、図１４に示すように、防舷材上の被計測点を縦ラインにおける最近傍点ＭＰＢとして抽出することができる。また、前述の処理によれば、例えば、図１５Ａに示すような最近傍点ＭＰＢが抽出される。図１４は、最近傍点ＭＰＢの抽出に係る処理の概要を示す図である。図１５Ａは、図１４に示した処理により抽出される最近傍点ＭＰＢの例を示す図である。
　接岸パラメータ算出部１６は、前方マーカの位置を示す被計測点と、後方マーカの位置を示す被計測点と、に基づき、ｘｙ平面上の矩形領域である抽出窓ＥＷＢを設定する。岸壁側面の設置されている防舷材の検出点を抽出できるように、抽出窓ＥＷＡに対して矩形領域を若干変えて抽出窓ＥＷＢを設定するとよい。抽出窓ＥＷＢは、例えば、抽出窓ＥＷＡよりも船舶の側面に近い位置にｘ方向の境界を有し、かつ、当該抽出窓ＥＷＡよりも当該船舶の後部から離れた位置にｙ方向の境界を有するｘｙ平面上の矩形領域として設定される。また、接岸パラメータ算出部１６は、縦ラインごとに抽出された各最近傍点ＭＰＢの中から、抽出窓ＥＷＢの範囲内に属するものを抽出することにより、接岸側面直線Ｌに対応する防舷材の位置を示す防舷材点群ＢＰを取得する。このような処理によれば、例えば、図１５Ｂに示すような、抽出窓ＥＷＡよりも大きな抽出窓ＥＷＢがｘｙ平面上に設定される。また、前述の処理によれば、例えば、図１５Ｂに示すように、抽出窓ＥＷＢの範囲内に属する複数の最近傍点ＭＰＢが防舷材点群ＢＰとして取得される。図１５Ｂは、抽出窓ＥＷＢを明示した上面図である。
　接岸パラメータ算出部１６は、防舷材点群ＢＰに含まれる各最近傍点の中から、船体座標系の原点Ｏからの距離が最短となる一の最近傍点ＫＰを抽出する。原点Ｏは、例えば、対象船舶の中心位置または重心位置に設定されていればよい。
　ここで、防舷材点群ＢＰに含まれる各最近傍点の中から一の最近傍点ＫＰを抽出するために利用可能な処理の具体例について、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照しつつ説明する。図１６Ａは、原点Ｏ、接岸側面直線Ｌ、最近傍点ＫＰ及び距離ｄｆを明示した上面図であり、図１６Ｂは、最近傍点ＫＰの探索に用いる単位ベクトル「ｕ」を明示した図である。
　まず、接岸パラメータ算出部１６は、接岸場所エッジ点群ＳＰを対象にして主成分分析や最小二乗法を適用することで、下記数式（３）に示される接岸側面直線Ｌを生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、「［ｘ０　ｙ０　ｚ０］Ｔ」は接岸場所エッジ点群ＳＰが示す被計測点の重心点を示し、「［ａ　ｂ　ｃ］Ｔ」は方向ベクトルを示し、「ｋ」は媒介変数を示す。例えば、主成分分析を行う場合には、最も大きい固有値に対応する固有ベクトルがＬの方向ベクトルとなる。
　そして、接岸パラメータ算出部１６は、接岸側面直線Ｌに対して２次元平面において垂直となる単位ベクトルｕを、下記数式（４）に示されるように算出する。単位ベクトルｕは、図１６Ｂのような、原点Ｏを起点とするベクトルとして表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　防舷材点群ＢＰの被計測点を表すデータｐの（ｘ，ｙ）成分と単位ベクトルｕとの内積は、データｐのベクトルｕへの射影に相当する。そのため、図１６Ｂに示される距離「ｄ」に関する下記数式（５）が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　よって、接岸パラメータ算出部１６は、距離ｄを、下記数式（６）に基づき算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　そして、接岸パラメータ算出部１６は、防舷材点群ＢＰが表す各被計測点に対して上記数式（６）に基づく距離を算出し、その中で最も短い距離を示す被計測点のデータを最近傍点ＫＰとして抽出する。また、接岸パラメータ算出部１６は、最近傍点ＫＰを表すデータを上記数式（６）に適用することにより、原点Ｏと防舷材との間における水平面（ｘｙ平面）上の距離ｄｆを算出する。
　なお、一般的に、防舷材は、黒いゴム等の低反射率の素材のためライダで検出されにくく、また、丸みを帯びた形状のため岸壁のようなエッジ部分の特定が容易でないことから、防舷材点群ＢＰから直線を生成することは難しい。そのため、上述したように接岸側面直線Ｌを用いて最近傍点ＫＰを探索する方法を採用している。もし、防舷材が、反射率の高い素材で形成されており、またエッジ部分を特定しやすい形状であれば、防舷材点群ＢＰから直線を生成し、その直線を用いて最近傍点ＫＰを探索してもよい。
　以上に述べた処理によれば、接岸場所に防舷材が存在する場合であっても、基準点の位置に応じた接岸場所エッジ点群を抽出することができるとともに、当該接岸場所エッジ点群に含まれる各最近傍点に基づいて適切な接岸側面直線を生成することができる。また、以上に述べた処理によれば、接岸場所に防舷材が存在する場合に、基準点の位置に応じた防舷材点群を抽出することができるとともに、当該防舷材点群に含まれる各最近傍点に基づいて船舶から当該防舷材までの距離を高精度に算出することができる。
　［処理フロー］
　図１７は、本実施例における接岸支援処理の概要を表すフローチャートである。情報処理装置１は、図１７のフローチャートの処理を繰り返し実行する。
　接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ５１～ステップＳ５３において、ステップＳ１１～Ｓ１３と同様の処理を行う。その後、接岸パラメータ算出部１６は、接岸場所のエッジ部分の検出に用いる基準点として、現在の第１基準点Ｒ１をメモリ１２から取得する（ステップＳ５４）。
　続いて、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ５５～ステップＳ５７において、ステップＳ５４により取得した第１基準点Ｒ１を必要に応じて用いつつ、ステップＳ１５～Ｓ１７と同様の処理を行う。その後、接岸パラメータ算出部１６は、接岸場所に設けられた防舷材の検出に用いる基準点として、現在の第２基準点Ｒ２をメモリ１２から取得する（ステップＳ５８）。
　続いて、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ５８により取得した第２基準点Ｒ２に最も近い最近傍点を縦ラインごとに探索する処理を行う（ステップＳ５９）。
　続いて、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ５９により取得した各最近傍点の中から、接岸側面直線Ｌに対応する防舷材の位置を示す防舷材点群を取得する。また、接岸パラメータ算出部１６は、防舷材点群に含まれる各最近傍点の中から、船体座標系の原点Ｏからの距離が最短となる一の最近傍点（以降、防舷材最近傍点とも称する）を抽出する。そして、接岸パラメータ算出部１６は、前述のように抽出した防舷材最近傍点と、接岸側面直線Ｌと、に基づき、船舶（原点Ｏ）から防舷材までの距離ｄｆを算出する（ステップＳ６０）。
　続いて、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ６１において、ステップＳ１８と同様の処理を行う。その後、接岸パラメータ算出部１６は、図１０Ｂに示した処理と同様の処理を行うことにより、次の第１基準点Ｒ１を設定する（ステップＳ６２）。また、接岸パラメータ算出部１６は、距離ｄｑの代わりに距離ｄｆを用いて図１０Ｂに示した処理と同様の処理を行うことにより、次の第２基準点Ｒ２を設定する（ステップＳ６３）。その後、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ６４及び～ステップＳ６５において、ステップＳ２０及びステップＳ２１と同様の処理を行う。
　以上に述べた処理によれば、基準点設定手段は、最近傍点の信頼度が所定値よりも高い場合の基準点として、当該最近傍点を表すデータの抽出に用いられる第１の基準点と、接岸場所に設けられた防舷材の被計測点を表すデータの抽出に用いられる第２の基準点と、を設定する。また、　以上に述べた処理によれば、基準点設定手段は、第１の基準点を岸壁から見て大きな仰角となるように設定するとともに、第２の基準点を岸壁から見て小さな仰角となるように設定する。
　以上に述べたように、本実施例によれば、接岸場所に防舷材が存在する場合であっても、船舶から当該防舷材までの距離を対岸距離として高精度に算出することができる。すなわち、本実施例によれば、着岸支援において用いられるパラメータを高精度に算出することができる。
　［変形例］
　以下、上記の第２実施例に好適な変形例について説明する。
　（変形例１）
　接岸パラメータ算出部１６は、例えば、所定のサイズよりも大きな防舷材が接岸場所に密に設けられている等のような、接岸場所エッジ点群の取得に不都合な状況が生じていることを検出した場合に、接岸側面直線の代わりに、前方マーカ及び後方マーカを通過する直線であるマーカ直線Ｌｍを生成するようにしてもよい。また、このような場合において、接岸パラメータ算出部１６は、マーカ直線Ｌｍを用いて距離ｄｆを算出すればよい。また、マーカ直線Ｌｍは、例えば、図１８に示すような直線として生成されればよい。図１８は、マーカ直線Ｌｍを明示した上面図である。
　（変形例２）
　ライダ３が対象船舶の側面方向に１８０°未満の視野範囲を有する場合には、例えば、図１９Ａに示すように、当該側面方向のうちの当該視野範囲から外れた領域にサイズの異なる複数の防舷材が設けられていたとしても、当該複数の防舷材を検出することができない。また、ライダ３が対象船舶の側面方向に１８０°以上の視野範囲を有していたとしても、例えば、防舷材の表面が黒いゴムを用いて構成されていること等に起因し、当該対象船舶から当該防舷材までの距離が最短となるような被計測点を検出できない場合がある。本変形例においては、以上のような状況の発生を鑑みつつ、船舶から防舷材までの最短距離の算出を可能とするための方法について説明する。
　接岸パラメータ算出部１６は、例えば、原点Ｏから接岸場所までの対岸距離ｄｒと、当該対岸距離ｄｒから距離ｄｆを減ずることにより算出される差分値Δｄｒｆ（図１９Ｂ参照）と、に基づき、船舶から防舷材までの最短距離に相当する距離ｄｆ_ｍｉｎを算出する。
　具体的には、接岸パラメータ算出部１６は、例えば、着岸支援が開始されたタイミング以降において、差分値Δｄｒｆを連続的に算出することにより、当該差分値Δｄｒｆの時間的な変化を検出する。また、接岸パラメータ算出部１６は、例えば、差分値Δｄｒｆの算出を開始してから所定時間が経過したタイミングにおいて、当該所定時間内における差分値Δｄｒｆの最大値に相当する差分値Δｄｒｆ_ｍａｘを取得する（図１９Ｃ参照）。なお、差分値Δｄｒｆ_ｍａｘは、時間経過に応じて最新の値に更新される。そして、接岸パラメータ算出部１６は、対岸距離ｄｒから最新の差分値Δｄｒｆ_ｍａｘを減ずることにより、距離ｄｆ_ｍｉｎを算出する。
　ここで、本変形例の処理に係る処理フローについて説明する。図１９Ｄは、船舶から防舷材までの最短距離の算出に係る処理の一例を示すフローチャートである。
　接岸パラメータ算出部１６は、対象船舶の船体の少なくとも一部が接岸領域に入ったか否かを判定する（ステップＳ８１）。なお、接岸領域は、対象船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である。
　接岸パラメータ算出部１６は、対象船舶の船体が接岸領域に入っていない場合（ステップＳ８１：Ｎｏ）には、ステップＳ８１の処理を繰り返し行う。また、接岸パラメータ算出部１６は、対象船舶の船体が接岸領域に入った場合（ステップＳ８１：Ｙｅｓ）には、差分値Δｄｒｆ_ｍａｘを０に設定した（ステップＳ８２）後、対岸距離ｄｒ及び距離ｄｆを算出する（ステップＳ８３）。
　続いて、接岸パラメータ算出部１６は、対岸距離ｄｒから距離ｄｆを減ずることにより、差分値Δｄｒｆを算出する（ステップＳ８４）。
　続いて、接岸パラメータ算出部１６は、差分値Δｄｒｆが差分値Δｄｒｆ_ｍａｘよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ８５）。
　接岸パラメータ算出部１６は、差分値Δｄｒｆが差分値Δｄｒｆ_ｍａｘ以下である場合（ステップＳ８５：Ｎｏ）には、当該差分値Δｄｒｆ_ｍａｘを維持した状態（ステップＳ８６）において、対岸距離ｄｒから当該差分値Δｄｒｆ_ｍａｘを減ずることにより、船舶から防舷材までの最短距離に相当する距離ｄｆ_ｍｉｎを算出する（ステップＳ８８）。また、接岸パラメータ算出部１６は、差分値Δｄｒｆが差分値Δｄｒｆ_ｍａｘより大きい場合（ステップＳ８５：Ｙｅｓ）には、当該差分値Δｄｒｆを当該差分値Δｄｒｆ_ｍａｘとして更新した状態（ステップＳ８７）において、対岸距離ｄｒから当該差分値Δｄｒｆ_ｍａｘを減ずることにより、船舶から防舷材までの最短距離に相当する距離ｄｆ_ｍｉｎを算出する（ステップＳ８８）。
　その後、情報処理装置１は、対象船舶が接岸（着岸）したか否か判定する（ステップＳ８９）。この場合、情報処理装置１は、例えば、センサ群２の出力信号又はインターフェース１１を介したユーザ入力等に基づき、対象船舶が接岸したか否か判定する。そして、情報処理装置１は、対象船舶が接岸したと判定した場合（ステップＳ８９：Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。一方、情報処理装置１は、対象船舶が接岸していない場合（ステップＳ８９：Ｎｏ）、ステップＳ８３へ処理を戻す。
　ところで、差分値Δｄｒｆは、船舶からの距離が最も近い位置に設置されている防舷材が接岸場所の壁面から張り出した長さである張り出し長に相当する。そして、以上に述べた処理によれば、前述の張り出し長の最大値を差分値Δｄｒｆ_ｍａｘとして継続的に算出するようにしているとともに、当該差分値Δｄｒｆ_ｍａｘを用いて距離ｄｆ_ｍｉｎを算出するようにしている（図１９Ｅ参照）。また、距離ｄｆ_ｍｉｎは、防舷材も含めた対岸距離として用いることができる。そのため、以上に述べた処理によれば、例えば、ライダが対象船舶の側面方向に１８０°未満の視野範囲を有する場合であるとともに、接岸場所に様々なサイズの防舷材が設けられている場合であっても、当該対象船舶から最も大きな防舷材までの最短距離を対岸距離として算出することができる。また、以上に述べた処理によれば、例えば、防舷材の被計測点の検出漏れが多い場合であっても、当該防舷材までの最短距離を算出することができる。
　上述した各実施例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータである制御部等に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記憶媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記憶媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記憶媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。すなわち、本願発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。
　１　情報処理装置
　２　センサ群
　３　ライダ

Claims (12)

  1. 　船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得する取得手段と、
    　接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出する最近傍点抽出手段と、
    　前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する基準点設定手段と、
    　を有する情報処理装置。
  2. 　前記基準点設定手段は、前記最近傍点の信頼度の高さに基づいて前記基準点を設定する請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 　前記基準点設定手段は、前記最近傍点の信頼度が所定値以下である場合に、前記船舶における前記計測装置が設置されている位置を前記基準点として設定する請求項２に記載の情報処理装置。
  4. 　前記基準点設定手段は、前記最近傍点の信頼度が所定値よりも高い場合に、前記船舶と前記接岸場所との間の距離に応じ、前記計測装置が設置されている位置の高さを変えて前記基準点を設定する請求項２に記載の情報処理装置。
  5. 　前記基準点設定手段は、前記最近傍点の信頼度が所定値よりも高い場合の前記基準点として、前記最近傍点を表す前記データの抽出に用いられる第１の基準点と、前記接岸場所に設けられた防舷材の被計測点を表す前記データの抽出に用いられる第２の基準点と、を設定する請求項２に記載の情報処理装置。
  6. 　前記基準点設定手段は、前記第１の基準点を岸壁から見て大きな仰角となるように設定するとともに、前記第２の基準点を岸壁から見て小さな仰角となるように設定する請求項５に記載の情報処理装置。
  7. 　前記第１の基準点を用いた前記最近傍点の探索結果に基づき、前記船舶から前記接岸場所の岸壁までの距離に相当する対岸距離を算出する対岸距離算出手段をさらに有する請求項５に記載の情報処理装置。
  8. 　前記第２の基準点を用いた前記最近傍点の探索結果に基づき、前記船舶から前記防舷材までの距離に相当する防舷材距離を算出する防舷材距離算出手段をさらに有する請求項７に記載の情報処理装置。
  9. 　前記防舷材距離算出部は、所定時間内に算出された前記対岸距離と前記防舷材距離の差分値の最大値である張り出し長を算出し、前記対岸距離から前記張り出し長を減算することにより、前記防舷材距離を算出する請求項８に記載の情報処理装置。
  10. 　コンピュータが実行する制御方法であって、
    　船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得し、
    　接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出し、
    　前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する制御方法。
  11. 　船舶に設けられた計測装置が生成する横方向の位置を表すインデックス及び縦方向の位置を表すインデックスの組により特定されるデータの集合である計測データを取得し、
    　接岸場所の被計測点を表す前記データから前記船舶の基準点と最も近い最近傍点を表す前記データを前記横方向の位置を表すインデックスごとに抽出し、
    　前記最近傍点に基づき、次の処理時刻における前記基準点を設定する処理をコンピュータに実行させるプログラム。
  12. 　請求項１１に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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