JP2007106397A - Shore-arrival assisting device and vessel provided with it - Google Patents

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JP2007106397A JP2006245945A JP2006245945A JP2007106397A JP 2007106397 A JP2007106397 A JP 2007106397A JP 2006245945 A JP2006245945 A JP 2006245945A JP 2006245945 A JP2006245945 A JP 2006245945A JP 2007106397 A JP2007106397 A JP 2007106397A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shore-arrival assisting device capable of effectively assisting shore-arrival of a vessel, and a vessel using this. <P>SOLUTION: The device is provided with a distance sensor 8 for measuring a distance from the vessel to a shore-arrival candidate position; a distance measurement control part 21 for performing distance measurement by the distance sensor 8 regarding at least three measurement points near the shore-arrival candidate position; a position information operation part 31 for determining the positions of at least three measurement points measured with the distance; a regression processing operation part 32 for performing linear regression processing relative to the positions of the determined measurement points; and a shore-arrival propriety determination part 34 for determining whether or not the shore-arrival candidate position is suitable for shore-arrival based on sum of squares of an error of the measurement point relative to a regression straight line. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、船舶の着岸(接岸)を支援するための装置およびそれを備えた船舶に関する。「着岸」とは、船舶が着岸対象物(桟橋、岸壁、他の船舶など)に対して接触または極近接する動作を意味する。   The present invention relates to an apparatus for assisting berthing of a ship (berthing) and a ship equipped with the same. “Attachment” means an operation in which a ship touches or comes close to a berthing object (such as a pier, a quay, or another ship).

船舶の着岸操船を支援するための先行技術は、下記特許文献1に示されている。この先行技術では、岸壁上に一対のビット(接岸目標物)を設けておく一方で、船舶には自動追尾機能付きテレビカメラとレーザ測距離装置とを一体に組み合わせた2組の目標物自動追尾型レーザ測距離装置が備えられる。目標物自動追尾型レーザ測距離装置は、岸壁上のビットを自動追尾するとともに、各ビットまでの距離を時々刻々に計測する。この計測結果に基づいて、岸壁に対する船舶の相対位置、姿勢および接岸速度が演算され、これらの演算結果が表示装置に表示される。操船者は、その表示を参照して、船首部サイドスラスタおよび船尾部のポッドプロペラを制御する。
特開2005−28891号公報 特開2005−145438号公報
Prior art for supporting the berthing operation of a ship is shown in Patent Document 1 below. In this prior art, while a pair of bits (a berthing target) is provided on the quay, two sets of target auto-tracking, in which a TV camera with an auto-tracking function and a laser distance measuring device are combined on a ship, are integrated. A type laser ranging device is provided. The target automatic tracking laser range finder automatically tracks bits on the quay and measures the distance to each bit every moment. Based on this measurement result, the relative position, posture and berthing speed of the ship with respect to the quay are calculated, and these calculation results are displayed on the display device. The ship operator refers to the display and controls the bow side thruster and the pod propeller at the stern part.
JP 2005-28891 A JP 2005-145438 A

特許文献1の先行技術は、岸壁上に予めビットを設けることを前提としており、主として、大型フェリーや大型タンカーといった大型船舶の接岸の支援を目的としている。大型船舶の場合には、航行スケジュールによって、着岸場所(どの桟橋のどの位置に着岸するか)が予め定められている。むろん、着岸場所は、大型船舶が安全に着岸できるように予め選択される。   The prior art of Patent Document 1 is based on the premise that a bit is provided on a quay in advance, and is mainly intended to support berthing of a large vessel such as a large ferry or a large tanker. In the case of a large vessel, the berthing location (which pier where to berth) is predetermined according to the navigation schedule. Of course, the docking place is selected in advance so that a large ship can dock safely.

これに対して、クルーザ、釣り船、ウォータージェット、水上滑走艇(watercraft)といった小型船舶は、港内のわずかなスペースに停泊することができる。そのため、着岸位置が予め割り当てられることは稀である。したがって、小型船舶の操船者は、港湾内の空きスペースを探して、安全な着岸場所かどうかを目視で判断したうえで、船舶を接岸させる。   In contrast, small ships such as cruisers, fishing boats, water jets, and watercraft can be anchored in a small space within the port. For this reason, berthing positions are rarely assigned in advance. Therefore, the operator of the small vessel searches for an empty space in the harbor and visually determines whether or not it is a safe berthing place before bringing the vessel into berth.

たとえば、出港時の接岸位置を帰港時の目標着岸位置としていても、その位置に他の船舶が先に停泊していれば、目標位置の変更を余儀なくされる。むろん、初めて寄港する港では、事前に着岸位置を決めておくことはできない。さらに、潮の干満による水深の変化によっては、出港時の位置に接岸することが不可能な場合もある。
このような事情のために、特許文献1の先行技術は、現実的には小型船舶の着岸の支援に適用することができない。したがって、小型船舶が安全な着岸場所に着岸できるか否かは、操船者の判断に負うところが多い。とくに、レジャーボートの操船者は、操船に熟練していない場合が多いから、安全な着岸場所の判断に迷うことが多い。
For example, even if the berthing position at the time of departure is set as the target berthing position at the time of returning to the port, if another ship is anchored at that position, the target position must be changed. Of course, at the port where you call for the first time, it is not possible to determine the docking location in advance. In addition, depending on changes in water depth due to tides, it may not be possible to berth at the departure port.
Due to such circumstances, the prior art of Patent Document 1 cannot be applied to support for berthing of a small ship in reality. Therefore, it is often left to the operator's judgment whether or not a small vessel can berth at a safe berthing place. In particular, the operator of a leisure boat is often unskilled in maneuvering, and is often confused about determining a safe landing location.

そこで、この発明の目的は、とくに小型の船舶の着岸を効果的に支援することができる着岸支援装置およびこれを用いた船舶を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a berthing support apparatus that can effectively support berthing of a small ship, and a ship using the same.

上記の課題を解決するために、この発明は、船舶の着岸を支援するための装置であって、前記船舶から着岸候補箇所までの距離を測定する距離測定手段と、この距離測定手段を制御して、前記着岸候補箇所付近の少なくとも3つの測定点について、前記船舶からの距離を測定させる距離測定制御手段と、この距離測定制御手段による制御によって前記距離測定手段によって測定された前記船舶から前記少なくとも3つの測定点までの距離を用いて、前記着岸候補箇所の形状を評価する形状評価手段と、前記形状評価手段による評価結果に基づいて、前記着岸候補箇所が前記船舶の着岸に適しているかどうかを判断する着岸適否判断手段とを含む、着岸支援装置を提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention is an apparatus for supporting berthing of a ship, which measures distance from the ship to a berthing candidate point, and controls the distance measuring means. The distance measurement control means for measuring the distance from the ship for at least three measurement points in the vicinity of the berthing candidate location, and at least the ship measured by the distance measurement means by the control by the distance measurement control means. Based on the evaluation result by the shape evaluation means that evaluates the shape of the berthing candidate place using the distance to three measurement points, and whether the berthing candidate place is suitable for berthing of the ship A berthing support device is provided, including berthing suitability determining means for determining the berthing.

この構成によれば、船舶から着岸候補箇所付近の少なくとも3点までの各距離が測定され、この測定された距離に基づいて、着岸候補箇所の形状が評価される。この評価結果に基づいて、着岸候補箇所が船舶の着岸に適しているかどうかが判断される。こうして、船舶の乗員は、着岸候補箇所が着岸に適しているかどうかを、操船経験の多寡によらずに適切に判断する。これにより、適切な着岸場所の選択を支援できる。したがって、操船者は、船舶を安全な場所に確実に着岸させることができる。   According to this configuration, each distance from the ship to at least three points near the berthing candidate location is measured, and the shape of the berthing candidate location is evaluated based on the measured distance. Based on the evaluation result, it is determined whether the berthing candidate location is suitable for berthing of the ship. In this way, the ship occupant appropriately determines whether the berthing candidate location is suitable for berthing, regardless of the degree of experience in maneuvering. Thereby, selection of an appropriate docking place can be supported. Therefore, the marine vessel operator can surely dock the ship at a safe place.

前述のとおり、クルーザ、釣り船、ウォータージェット、水上滑走艇のような小型船舶では、適切な着岸場所を予め確保することは実際上不可能であるので、適切な着岸場所の選択を支援できることによって、船舶の着岸を効果的に支援できる。
前記形状評価手段は、前記少なくとも3つの測定点の位置情報を演算する位置情報演算手段と、この位置情報演算手段によって演算された前記少なくとも3つの測定点の位置情報に対して線形回帰処理を行うことにより回帰直線および回帰誤差を求める回帰処理演算手段とを含むものであることが好ましい。この場合に、前記着岸適否判断手段は、前記回帰誤差が所定の閾値を超える場合に前記着岸候補箇所が着岸に適さないと判断し、前記回帰誤差が前記閾値以下の場合に前記着岸候補箇所が着岸に適すると判断するものであることが好ましい。
As mentioned above, in small vessels such as cruisers, fishing boats, water jets, and waterplanes, it is practically impossible to secure an appropriate berthing location in advance, so by being able to support the selection of an appropriate berthing location, It can effectively support the berthing of the ship.
The shape evaluation means performs a linear regression process on position information calculation means for calculating position information of the at least three measurement points, and position information of the at least three measurement points calculated by the position information calculation means. Thus, it is preferable to include a regression processing calculation means for obtaining a regression line and a regression error. In this case, the berthing suitability determining means determines that the berthing candidate location is not suitable for berthing when the regression error exceeds a predetermined threshold value, and the berthing candidate location is determined when the regression error is equal to or less than the threshold value. It is preferable that it is determined to be suitable for berthing.

この構成によれば、線形回帰処理によって、距離測定された少なくとも3点に関する回帰直線が求められ、さらに、回帰誤差に基づいて、着岸候補箇所が着岸に適するかどうかが判断される。すなわち、回帰誤差が所定の閾値以下であり、したがって、距離測定された少なくとも3点が十分に直線に近い形状をなすように並んでいると判断できるときには、船舶の着岸に適するものと判断される。これにより、直線形状またはこれに近似した形状の着岸候補箇所を着岸場所として選択することができる。   According to this configuration, the regression line for at least three points whose distances are measured is obtained by the linear regression process, and further, it is determined whether or not the candidate landing point is suitable for landing based on the regression error. That is, when the regression error is equal to or less than a predetermined threshold value, and therefore it can be determined that at least three points whose distances are measured are lined up so as to form a shape that is sufficiently close to a straight line, it is determined that the vessel is suitable for berthing of the ship. . As a result, a berthing candidate location having a linear shape or a shape similar to this can be selected as the berthing location.

前記回帰誤差は、前記少なくとも3つの測定点に関する誤差の二乗和または誤差の絶対値の和であってもよい。
前記着岸支援装置は、着岸候補箇所の画像を撮影する撮影装置と、この撮影装置によって撮影された画像を表示する表示装置と、この表示装置に表示された画像中の任意の位置を着岸候補位置として操作者が指定するための着岸候補位置指定手段とをさらに含むことが好ましい。この場合に、前記距離測定制御手段は、前記着岸候補位置指定手段によって指定された着岸候補位置と、この着岸候補位置をほぼ中央に含む所定の方位角範囲内の少なくとも2点とを、前記少なくとも3つの測定点とするものであることが好ましい。
The regression error may be a sum of squares of errors or a sum of absolute values of errors regarding the at least three measurement points.
The berthing support device includes a photographing device for photographing an image of a berthing candidate portion, a display device for displaying an image photographed by the photographing device, and an arbitrary position in the image displayed on the display device as a berthing candidate position. It is preferable to further include berthing candidate position designation means for the operator to designate as In this case, the distance measurement control means includes the berthing candidate position designated by the berthing candidate position designation means and at least two points within a predetermined azimuth angle range substantially including the berthing candidate position at the center. It is preferable to use three measurement points.

この構成によれば、撮影装置によって着岸候補箇所の画像を捉え、これを表示装置に表示させることにより、画像中の任意の位置を着岸候補位置として指定することができる。着岸候補位置が指定されると、指定された着岸候補位置と、この着岸候補位置をほぼ中央に含む所定の方位角範囲(水平面に沿う角度範囲)内の少なくとも2点とが、前記少なくとも3つの測定点とされる。こうして、操作者が指定した着岸候補位置付近の場所が、着岸の適否の判断対象とされることになる。したがって、操船者は、着岸候補位置を任意に選択し、選択した着岸候補位置についての適否判断についての支援を得て、適切な着岸場所に船舶着岸させることができる。   According to this configuration, an image of a berthing candidate portion is captured by the photographing device and displayed on the display device, whereby an arbitrary position in the image can be designated as the berthing candidate position. When the berthing candidate position is designated, the designated berthing candidate position and at least two points within a predetermined azimuth angle range (angle range along the horizontal plane) including the berthing candidate position substantially in the center are the at least three points. The measurement point. In this way, a place near the berthing candidate position designated by the operator is determined as a judgment target of suitability for berthing. Therefore, the marine vessel operator can arbitrarily select a berthing candidate position, obtain support for determining whether or not the selected berthing candidate position is appropriate, and berth the ship to an appropriate berthing location.

前記着岸候補位置指定手段は、表示装置に表示された画像中の任意の点を指定することができるポインティングデバイスであってもよい。ポインティングデバイスの例としては、タッチパネル、マウスおよびタッチパッドが挙げられる。
前記着岸支援装置は、前記回帰処理演算手段によって求められた回帰直線から所定のオフセット距離だけ離れた位置を停泊目標位置に設定する停泊目標位置設定手段をさらに含むことが好ましい。
The berthing candidate position designation means may be a pointing device that can designate an arbitrary point in the image displayed on the display device. Examples of the pointing device include a touch panel, a mouse, and a touch pad.
Preferably, the berthing assistance device further includes a berthing target position setting unit that sets a position that is a predetermined offset distance away from the regression line obtained by the regression processing calculation unit as a berthing target position.

この構成によれば、線形回帰処理によって得られた回帰直線から所定のオフセット距離だけ離れた位置(たとえば、船舶の現在位置側にオフセットされた位置。着岸候補箇所の構造物から離れた位置)に停泊目標位置(たとえば、船舶重心の目標位置)が設定される。したがって、この停泊目標位置に向けて操船を行えば、着岸対象箇所の構造物(桟橋、岸壁、他の船舶など)に衝突したりすることなく、船舶を安全に着岸させることができる。   According to this configuration, a position that is separated from the regression line obtained by the linear regression process by a predetermined offset distance (for example, a position that is offset toward the current position of the ship; a position that is away from the structure of the landing candidate location). The anchoring target position (for example, the target position of the ship center of gravity) is set. Therefore, if the ship is operated toward the berthing target position, the ship can be safely docked without colliding with the structure (pier, quay, other ship, etc.) at the berthing target location.

前記停泊目標位置設定手段は、着岸候補位置を通り前記回帰直線に直交する直線上に、停泊目標位置を設定するものであることが好ましい。これにより、停泊目標位置に船舶を停泊させれば、指定された着岸候補位置に近接させて船舶を着岸させることができる。
オフセット距離は一定の値(たとえば、船舶の全長の半分に安全率(>1)を乗じた値)であってもよいが、前記停泊目標位置設定手段は、前記オフセット距離を、少なくとも船舶の全長および全幅(好ましくは、さらに着岸時の船舶の方位)に基づいて定める手段を含むことが好ましい。
The berthing target position setting means preferably sets the berthing target position on a straight line that passes through the berthing candidate position and is orthogonal to the regression line. Thus, if the ship is anchored at the anchoring target position, the ship can be docked close to the designated docking candidate position.
The offset distance may be a constant value (for example, a value obtained by multiplying half the total length of the ship by a safety factor (> 1)), but the berthing target position setting means sets the offset distance to at least the total length of the ship. It is also preferable to include a means that is determined based on the total width (preferably, the direction of the ship at the time of landing).

この構成によれば、船舶の全長および全幅(すなわち、船舶の大きさ)に基づいて、回帰直線から停泊目標位置までのオフセット距離が定められる。これにより、船舶が着岸対象箇所の構造物に衝突したりすることを、より確実に回避でき、かつ、停泊目標位置を着岸候補位置に十分に接近させることができる。
オフセット距離の算出には、着岸時の船舶の方位(船首方向)がさらに加味されるとよい。これにより、船舶がどのような姿勢で着岸候補箇所に接近するかに基づいてオフセット距離が定められるので、船舶の衝突を確実に回避できる範囲で、停泊目標位置を着岸候補位置に近接させることができる。
According to this configuration, the offset distance from the regression line to the berthing target position is determined based on the total length and the full width of the ship (that is, the size of the ship). Thereby, it can avoid more reliably that a ship collides with the structure of the berthing object location, and can make a berthing target position approach sufficiently to a berthing candidate position.
For the calculation of the offset distance, it is preferable to further consider the azimuth of the ship at the time of berthing (the bow direction). As a result, the offset distance is determined based on how the ship approaches the berthing candidate position, so that the anchoring target position can be brought close to the berthing candidate position within a range in which the collision of the ship can be surely avoided. it can.

前記停泊目標位置設定手段は、前記着岸適否判断手段によって前記着岸候補箇所が前記船舶の着岸に適さないと判断されたときは、停泊目標位置の設定を無効化するものであることが好ましい。「無効化」とは、停泊目標位置の演算を行わないこと、または演算により求められた停泊目標位置を無効にすることをいう。
この構成によれば、着岸候補箇所が着岸に適さないときには、停泊目標位置が設定されない。したがって、安全に着岸できないおそれがある場所に停泊目標位置が設定されることがないから、船舶を確実に安全な場所に停泊させることができる。
The berthing target position setting means preferably invalidates the setting of the berthing target position when the berthing suitability determining means determines that the berthing candidate location is not suitable for berthing of the ship. “Invalidation” means that the berthing target position is not calculated or the berthing target position obtained by the calculation is invalidated.
According to this configuration, the berthing target position is not set when the berthing candidate location is not suitable for berthing. Therefore, since the berthing target position is not set in a place where there is a possibility that it cannot be safely docked, the ship can be securely anchored in a safe place.

前記着岸支援装置は、停泊目標位置の設定を無効化(中止)したことを前記表示手段に表示させる手段をさらに含むことが好ましい。これにより、船舶の乗員は、着岸候補箇所が着岸に適さないことを直ちに認識できる。
前記着岸支援装置は、前記船舶の位置を検出して船舶位置情報を生成する位置検出手段と、船舶が航行可能な箇所の地図情報を記憶した地図記憶手段と、地図情報を表示するための地図表示手段と、前記位置検出手段によって生成される船舶位置情報に対応した地図情報を前記地図記憶手段から読み出し、その地図情報を前記地図表示手段に表示させる表示制御手段とをさらに含むことが好ましい。
It is preferable that the berthing support device further includes means for causing the display means to display that the setting of the berthing target position has been invalidated (stopped). Thereby, the crew of a ship can recognize immediately that a berthing candidate location is not suitable for berthing.
The berthing support device detects position of the ship and generates ship position information, map storage means storing map information of a place where the ship can navigate, and a map for displaying map information It is preferable to further include display means and display control means for reading out map information corresponding to the ship position information generated by the position detection means from the map storage means and displaying the map information on the map display means.

さらに、上記表示制御手段は、前記読み出した地図情報を前記停泊目標位置設定手段によって設定される停泊目標位置とともに前記地図表示手段に表示させるものであることが好ましい。この構成により、停泊目標位置が地図上に示されるので、停泊目標位置の把握が容易になり、一層効果的に着岸操作を支援できる。
前記表示制御手段は、前記地図表示手段に、船舶の位置情報も併せて表示させるものであることが好ましい。この構成により、船舶の乗員は、船舶の位置と停泊目標位置との関係をより一層容易に把握することができるので、着岸操作を一層効果的に支援できる。
Furthermore, it is preferable that the display control means displays the read map information on the map display means together with a berthing target position set by the berthing target position setting means. With this configuration, since the berthing target position is shown on the map, it is easy to grasp the berthing target position, and the berthing operation can be supported more effectively.
Preferably, the display control means causes the map display means to also display ship position information. With this configuration, the occupant of the ship can more easily understand the relationship between the position of the ship and the berthing target position, so that the landing operation can be more effectively supported.

前記着岸支援装置は、前記船舶の周辺水域の水深を計測する水深計測手段をさらに含むことが好ましい。この場合に、前記表示制御手段は、前記水深計測手段によって計測された水深情報を前記地図表示手段に併せて表示させるものであることが好ましい。
この構成によれば、水深情報が地図表示手段に併せて表示されることにより、停泊目標位置までの航行に必要な水深が確保されているかどうかを確認しながら操船を行うことができる。これにより、着岸時の操船をより効果的に支援できる。
It is preferable that the berthing assistance apparatus further includes a water depth measuring unit that measures the water depth in the water area around the ship. In this case, it is preferable that the display control means displays the water depth information measured by the water depth measurement means together with the map display means.
According to this configuration, since the water depth information is displayed together with the map display means, it is possible to operate the boat while confirming whether the water depth necessary for navigation to the berthing target position is secured. As a result, it is possible to more effectively support the maneuvering at berthing.

この発明は、さらに、船体と、この船体上に搭載された前述の着岸支援装置とを含む、船舶を提供する。この構成により、安全な着岸場所にスムーズに停泊させることができる船舶を提供できる。   The present invention further provides a ship including a hull and the above-described berthing assistance device mounted on the hull. With this configuration, it is possible to provide a ship that can be anchored smoothly at a safe docking place.

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
[1.船舶の構成]
図1は、この発明の一実施形態に係る船舶の構成を説明するための概念図である。この船舶50は、クルーザやボートのような比較的小型の船舶である。その船体51の船尾(トランサム)53には、一対の船外機61,62が取り付けられている。この一対の船外機61,62は、船体51の船尾53および船首54を通る中心線55に対して、左右対称な位置に取り付けられている。すなわち、一方の船外機61は、船体51の左舷後部に取り付けられており、他方の船外機62は、船体51の右舷後部に取り付けられている。左舷および右舷の船外機61,62には、それぞれ、電子制御ユニット63,64(以下、「船外機ECU63」、「船外機ECU64」という。)が内蔵されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[1. Ship composition]
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a ship according to an embodiment of the present invention. The ship 50 is a relatively small ship such as a cruiser or a boat. A pair of outboard motors 61 and 62 are attached to the stern (transom) 53 of the hull 51. The pair of outboard motors 61 and 62 are attached to positions that are symmetrical with respect to a center line 55 that passes through the stern 53 and the bow 54 of the hull 51. That is, one outboard motor 61 is attached to the port side rear portion of the hull 51, and the other outboard motor 62 is attached to the starboard rear portion of the hull 51. Electronic control units 63 and 64 (hereinafter referred to as “outboard motor ECU 63” and “outboard motor ECU 64”) are incorporated in the port and starboard outboard motors 61 and 62, respectively.

船体51には、操船のための操作卓56が設けられている。操作卓56には、たとえば、舵取り操作のためのステアリング操作部57と、船外機61,62の出力を操作するためのスロットル操作部58と、船体51を一定の旋回角速度(回頭速度。たとえば零)を保持しつつ船舶50を横移動させるための横移動操作部60とが備えられている。ステアリング操作部57は、操作部材としてのステアリングホイール57aを備える。また、スロットル操作部58は、船外機61,62にそれぞれに対応したスロットルレバー58a,58bを備えている。さらに、横移動操作部60は、この実施形態では、ジョイスティック型の入力装置で構成されており、ほぼ直立した操作レバー60aを有している。   The hull 51 is provided with a console 56 for maneuvering. The console 56 includes, for example, a steering operation unit 57 for steering operation, a throttle operation unit 58 for operating the outputs of the outboard motors 61 and 62, and a constant turning angular velocity (turning speed. And a lateral movement operation unit 60 for laterally moving the ship 50 while holding (zero). The steering operation unit 57 includes a steering wheel 57a as an operation member. The throttle operation unit 58 includes throttle levers 58a and 58b corresponding to the outboard motors 61 and 62, respectively. Further, in this embodiment, the lateral movement operation unit 60 is constituted by a joystick type input device, and has an operation lever 60a that is substantially upright.

操作卓56に備えられた各操作部の操作量は、たとえば、船体51内に配置されたLAN(ローカル・エリア・ネットワーク。以下「船内LAN」という。)を介して、電気信号として航走制御装置66に入力されるようになっている。この航走制御装置66は、マイクロコンピュータを含む電子制御ユニット(ECU)であり、推進力を制御する推進力制御装置としての機能と、舵取り制御のための操舵制御装置としての機能と、船舶50の着岸を支援するコントローラ10(着岸支援制御装置)としての機能とを有している。この航走制御装置66には、船体51の角速度(ヨーレート。回頭速度)を検出するためのヨーレートセンサ59が出力する角速度信号も、前記船内LANを介して入力されるようになっている。   The operation amount of each operation unit provided in the console 56 is, for example, cruise control as an electric signal via a LAN (local area network; hereinafter referred to as “inboard LAN”) arranged in the hull 51. The data is input to the device 66. The cruise control device 66 is an electronic control unit (ECU) including a microcomputer, and functions as a propulsion force control device that controls propulsive force, a function as a steering control device for steering control, and the ship 50. And a function as a controller 10 (a shore support control device) for supporting the berthing. An angular velocity signal output from the yaw rate sensor 59 for detecting the angular velocity (yaw rate, turning speed) of the hull 51 is also input to the navigation control device 66 via the inboard LAN.

航走制御装置66は、さらに、船外機ECU63,64との間で前記船内LANを介して通信を行う。より具体的には、航走制御装置66は、船外機ECU63,64から、船外機61,62に備えられたエンジンの回転数(回転速度)と、船外機61,62の向きである操舵角とを取得する。また、航走制御装置66は、船外機ECU63,64に対して、目標操舵角、目標スロットル開度、目標シフト位置(前進、ニュートラル、後進)、目標トリム角を表すデータを与えるようになっている。   The cruise control device 66 further communicates with the outboard motor ECUs 63 and 64 via the inboard LAN. More specifically, the cruise control device 66 determines from the outboard motor ECUs 63 and 64 according to the rotational speed (rotational speed) of the engine provided in the outboard motors 61 and 62 and the direction of the outboard motors 61 and 62. Get a certain steering angle. Further, the cruise control device 66 gives data representing the target steering angle, the target throttle opening, the target shift position (forward, neutral, reverse), and the target trim angle to the outboard motor ECUs 63, 64. ing.

航走制御装置66は、この実施形態では、ステアリング操作部57およびスロットル操作部58の操作に応じて船外機61,62を制御する通常航走モードと、横移動操作部60の操作に応じて船外機61,62を制御する横移動モードとに、制御モードが切り換わるようになっている。具体的には、航走制御装置66は、ステアリング操作部57またはスロットル操作部58からの入力が検出されると通常航走モードとなり、横移動操作部60の操作が検出されると横移動モードとなる。   In this embodiment, the cruise control device 66 is in accordance with the normal cruise mode in which the outboard motors 61 and 62 are controlled according to the operation of the steering operation unit 57 and the throttle operation unit 58, and according to the operation of the lateral movement operation unit 60. Thus, the control mode is switched to the lateral movement mode for controlling the outboard motors 61 and 62. Specifically, the traveling control device 66 enters the normal traveling mode when an input from the steering operation unit 57 or the throttle operation unit 58 is detected, and the lateral movement mode when the operation of the lateral movement operation unit 60 is detected. It becomes.

通常航走モードでは、航走制御装置66は、ステアリングホイール57aの操作に応じて、船外機61,62の操舵角を互いに等しい値に制御する。すなわち、船外機61,62は、互いに平行な方向に推進力を発生する。また、通常航走モードにおいて、航走制御装置66は、スロットルレバー58a,58bの操作量および操作方向に応じて、船外機61,62に対する目標スロットル開度および目標シフト位置を定める。スロットルレバー58a,58bは、左右の船外機61,62にそれぞれ対応している。   In the normal sailing mode, the sailing control device 66 controls the steering angles of the outboard motors 61 and 62 to be equal to each other in accordance with the operation of the steering wheel 57a. That is, the outboard motors 61 and 62 generate a propulsive force in directions parallel to each other. Further, in the normal sailing mode, the sailing control device 66 determines the target throttle opening and the target shift position for the outboard motors 61 and 62 according to the operation amount and the operation direction of the throttle levers 58a and 58b. The throttle levers 58a and 58b correspond to the left and right outboard motors 61 and 62, respectively.

横移動モードでは、航走制御装置66は、横移動操作部60の操作に応じて、左右の船外機61,62の目標操舵角、目標シフト位置、目標スロットル開度を設定する。これにより、船舶50を、たとえば、回頭させることなく、水平移動させることができる。この横移動モードによる制御については、たとえば、特許文献2に記載がある。
一方、この船舶50には、着岸支援装置が船体51上に搭載されている。この着岸支援装置は、船舶50を着岸対象物に着岸させて停泊させるにあたって、適切な停泊目標位置の設定を支援するための装置である。着岸対象物の例は、桟橋、岸壁および他の船舶を含む。
[2.着岸支援装置の構成]
図2は、前記着岸支援装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。この着岸支援装置は、位置検出手段としてのGPS(Global Positioning System)装置1と、船舶50の近辺水域の水深を計測する水深計測手段としての水深センサ2と、海図を記憶した地図記憶手段としての地図情報記憶部3と、船舶50の周辺水域の画像を撮影する撮影装置としてのテレビカメラ4と、このテレビカメラ4を操作するためのテレビカメラ操作部5(たとえば、前後左右に傾倒可能なレバー5aを備えたジョスティック状のもの。図1参照)と、表示装置(地図表示手段を兼ねるもの)としてのモニタ6と、このモニタ6の画面上に配置された入力操作部としてのタッチパネル7(着岸候補位置指定手段)と、当該船舶からタッチパネル7の操作によって指定された目標位置を含む複数の測定点までの距離を測定する距離測定手段としての距離センサ8と、コントローラ10とを含む。テレビカメラ4は、船舶50に対して、水平面および垂直面に沿う回動が可能であるように取り付けられる。また、テレビカメラ操作部5およびモニタ6は、たとえば、操作卓56に備えられる(図1参照)。コントローラ10は、航走制御装置66の機能によって実現されるものである。
In the lateral movement mode, the cruise control device 66 sets the target steering angle, the target shift position, and the target throttle opening of the left and right outboard motors 61 and 62 according to the operation of the lateral movement operation unit 60. Thereby, the ship 50 can be horizontally moved, for example, without turning. The control in the lateral movement mode is described in Patent Document 2, for example.
On the other hand, a berthing support device is mounted on the hull 51 in the ship 50. This berthing support device is a device for assisting in setting an appropriate berthing target position when the ship 50 is berthed on a berthing target and berthed. Examples of berthing objects include jetty, quay and other ships.
[2. Structure of docking support device]
FIG. 2 is a block diagram for explaining an electrical configuration of the berthing assistance apparatus. This berthing support device is a GPS (Global Positioning System) device 1 as a position detecting means, a water depth sensor 2 as a water depth measuring means for measuring the water depth in the vicinity of the ship 50, and a map storage means for storing a chart. A map information storage unit 3, a television camera 4 as a photographing device for photographing an image of the water area around the ship 50, and a television camera operation unit 5 for operating the television camera 4 (for example, a lever that can be tilted forward, backward, left and right) A joystick with 5a (see FIG. 1), a monitor 6 as a display device (also serving as a map display means), and a touch panel 7 as an input operation unit arranged on the screen of the monitor 6 ( Berthing candidate position specifying means) and distance measuring means for measuring the distance from the ship to a plurality of measurement points including the target position specified by operating the touch panel 7 As a distance sensor 8 and a controller 10. The television camera 4 is attached to the ship 50 so as to be rotatable along a horizontal plane and a vertical plane. Moreover, the television camera operation part 5 and the monitor 6 are provided in the console 56, for example (refer FIG. 1). The controller 10 is realized by the function of the cruise control device 66.

この着岸支援装置は、さらに、テレビカメラ4を駆動して、撮影方向(方位角および仰角/俯角)を変更するためのテレビカメラアクチュエータ11を有している。テレビカメラ操作部5は、テレビカメラアクチュエータ11を制御するためのリモートコントローラである。GPS装置1は、GPS衛星からの電波を受信することによって、船舶50の現在位置を検出し、それを表す位置データを生成する。この位置データは、緯度および経度のデータを含む。   The berthing assistance apparatus further includes a television camera actuator 11 for driving the television camera 4 to change the shooting direction (azimuth angle and elevation angle / elevation angle). The TV camera operation unit 5 is a remote controller for controlling the TV camera actuator 11. The GPS device 1 detects the current position of the ship 50 by receiving radio waves from GPS satellites, and generates position data representing it. This position data includes latitude and longitude data.

この実施形態では、距離センサ8は、テレビカメラ4に一体的に固定されており、テレビカメラ4の動作に伴って測定方向が変化するようになっている。
コントローラ10には、GPS装置1からの位置データ、水深センサ2からの水深データ、地図情報記憶部3からの地図データ、テレビカメラ操作部5からの操作データ、タッチパネル7からの操作位置データ、および距離センサ8からの距離データが入力されるようになっている。コントローラ10は、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能することになる。この複数の機能処理部は、距離センサ8による距離測定動作を制御する距離測定制御部21(距離測定制御手段)と、停泊目標位置設定のための演算を行う停泊目標位置設定部22と、モニタ6の画面上に地図その他の情報を表示するための制御を行う表示制御部23(表示制御手段)とを含む。
In this embodiment, the distance sensor 8 is integrally fixed to the television camera 4, and the measurement direction changes with the operation of the television camera 4.
The controller 10 includes position data from the GPS device 1, water depth data from the water depth sensor 2, map data from the map information storage unit 3, operation data from the TV camera operation unit 5, operation position data from the touch panel 7, and Distance data from the distance sensor 8 is input. The controller 10 functions as a plurality of function processing units by executing a predetermined program. The plurality of function processing units include a distance measurement control unit 21 (distance measurement control unit) that controls a distance measurement operation by the distance sensor 8, a berthing target position setting unit 22 that performs calculation for setting a berthing target position, and a monitor. 6 and a display control unit 23 (display control means) that performs control for displaying a map and other information on the screen.

距離測定制御部21は、テレビカメラアクチュエータ11を制御するためのカメラアクチュエータ制御部26と、距離センサ8による距離検出動作を制御するセンサ制御部27とを含む。カメラアクチュエータ制御部26は、この実施形態では、テレビカメラ操作部5の操作に応じてテレビカメラアクチュエータ11を制御し、さらに、タッチパネル7の操作によって指定される着岸候補位置に応じてテレビカメラアクチュエータ11を制御する。センサ制御部27は、必要時に距離センサ8を制御して距離測定動作を行わせ、測定結果を取り込む働きを有する。距離測定制御部21は、カメラアクチュエータ制御部26およびセンサ制御部27の働きによって、タッチパネル7の操作によって指定された着岸候補位置を含む少なくとも3個の測定点に関して、船舶50から測定点までの距離を測定し、距離データを生成する。距離測定制御部21は、各測定点について、距離センサ8の測定方位(テレビカメラ4の撮影方位と一致する。)を表す測定方位データおよび測定された距離データを、停泊目標位置設定部22に与える。   The distance measurement control unit 21 includes a camera actuator control unit 26 for controlling the television camera actuator 11 and a sensor control unit 27 for controlling a distance detection operation by the distance sensor 8. In this embodiment, the camera actuator control unit 26 controls the TV camera actuator 11 according to the operation of the TV camera operation unit 5, and further, according to the berthing candidate position designated by the operation of the touch panel 7. To control. The sensor control unit 27 has a function of controlling the distance sensor 8 to perform a distance measurement operation when necessary and capturing a measurement result. The distance measurement control unit 21 is a distance from the ship 50 to the measurement point with respect to at least three measurement points including the berthing candidate position designated by the operation of the touch panel 7 by the functions of the camera actuator control unit 26 and the sensor control unit 27. Is measured and distance data is generated. The distance measurement control unit 21 sends the measurement azimuth data representing the measurement azimuth of the distance sensor 8 (corresponding to the shooting azimuth of the television camera 4) and the measured distance data to the berthing target position setting unit 22 for each measurement point. give.

停泊目標位置設定部22は、前記測定点の位置情報を演算する位置情報演算部31(位置情報演算手段)と、求められた位置情報に対して線形回帰処理を施す回帰処理演算部32(回帰処理演算手段)と、この回帰処理演算の結果に基づいて停泊目標位置を設定する目標位置設定部33(停泊目標位置設定手段)と、タッチパネル7から指定された着岸候補位置が着岸に適する否かを判断する着岸適否判断部34(着岸適否判断手段)とを有している。   The berthing target position setting unit 22 includes a position information calculation unit 31 (position information calculation means) that calculates position information of the measurement point, and a regression processing calculation unit 32 (regression) that performs linear regression processing on the obtained position information. Processing calculation means), a target position setting unit 33 (morning target position setting means) for setting a berthing target position based on the result of this regression processing calculation, and whether or not the berthing candidate position designated from the touch panel 7 is suitable for berthing And a berthing suitability judging section 34 (a piercing suitability judging means).

位置情報演算部31は、GPS装置1によって検出される船舶50の現在位置と、距離測定制御部21から与えられる測定方位データおよび距離データとに基づいて、前記少なくとも3個の測定点の位置データを生成する。回帰処理演算部32は、その位置データに線形回帰処理を施すことによって、前記測定点の並びを近似する回帰直線と、この回帰直線に対する各測定点の誤差に基づく回帰誤差とを求める。この実施形態では、回帰誤差として誤差の二乗和が求められるが、誤差の絶対値の和を回帰誤差として用いることもできる。目標位置設定部33は、回帰処理演算部32から前記回帰直線のデータを得、位置情報演算部31から着岸候補位置の位置データを得る。そして、目標位置設定部33は、回帰直線および着岸候補位置の各データと、船舶50の全長および全幅に関するデータに基づいて、船舶50の停泊目標位置を設定する。着岸適否判断部34は、回帰処理演算部32から誤差の二乗和を得て、前記複数の測定点が直線上に並んでいるとみなせるかどうかを判断する。そして、前記複数の測定点がほぼ直線上に並んでいるとみなせる場合には、着岸候補位置に凹凸が少なく、着岸に適していると判断する。一方、前記複数の測定点がほぼ直線上に並んでいない場合には、着岸候補位置付近の構造物の形状に大きな凹凸があり、船舶50を安全に着岸させることができないおそれがあるので、設定された着岸候補位置が着岸に適さないと判断する。この場合、目標位置を設定しない旨の表示をモニタ6に行わせるための処理を実行する。   The position information calculation unit 31 is based on the current position of the ship 50 detected by the GPS device 1, the measurement azimuth data and the distance data given from the distance measurement control unit 21, and the position data of the at least three measurement points. Is generated. The regression processing calculation unit 32 performs a linear regression process on the position data to obtain a regression line that approximates the arrangement of the measurement points and a regression error based on the error of each measurement point with respect to the regression line. In this embodiment, a square sum of errors is obtained as a regression error, but the sum of absolute values of errors can also be used as a regression error. The target position setting unit 33 obtains the regression line data from the regression processing calculation unit 32 and obtains the position data of the berthing candidate position from the position information calculation unit 31. And the target position setting part 33 sets the anchoring target position of the ship 50 based on each data of a regression line and the berthing candidate position, and the data regarding the full length and the full width of the ship 50. The berthing suitability determination unit 34 obtains the sum of squares of errors from the regression processing calculation unit 32, and determines whether the plurality of measurement points can be regarded as being aligned on a straight line. And when it can be considered that the plurality of measurement points are arranged substantially on a straight line, it is determined that there is little unevenness at the berthing candidate position and that it is suitable for berthing. On the other hand, when the plurality of measurement points are not arranged substantially on a straight line, there is a large unevenness in the shape of the structure near the berthing candidate position, and there is a possibility that the ship 50 cannot be safely berthed. It is determined that the berthing candidate position is not suitable for berthing. In this case, processing for causing the monitor 6 to display that the target position is not set is executed.

表示制御部23は、GPS装置1からの位置情報に基づいて、地図情報記憶部3から船舶50の現在位置付近の海図を読み出してモニタ6に表示させる。また、表示制御部23は、水深センサ2からの水深データを読み込み、モニタ6に水深情報を表示(たとえば数値表示)させる。さらに、表示制御部23は、停泊目標位置設定部22によって設定された停泊目標位置をモニタ6上に表示させる。さらに、表示制御部23は、停泊目標位置設定部22が目標位置を設定しないこととしたときには、指定された着岸候補位置が着岸箇所として不適切である旨のメッセージをモニタ6に表示させる。モニタ6には、前述の各情報のほか、潮の満ち引きの情報が表示されてもよい。水深情報と潮の満ち引きの情報とを併せて考慮することによって、使用者は、停泊目標位置までの安全な航行が可能かどうかを、より正確に判断することができる。   Based on the position information from the GPS device 1, the display control unit 23 reads a chart near the current position of the ship 50 from the map information storage unit 3 and displays it on the monitor 6. Moreover, the display control part 23 reads the water depth data from the water depth sensor 2, and displays the water depth information on the monitor 6 (for example, numerical display). Further, the display control unit 23 displays the berthing target position set by the berthing target position setting unit 22 on the monitor 6. Further, when the berthing target position setting unit 22 does not set the target position, the display control unit 23 causes the monitor 6 to display a message indicating that the designated berthing candidate position is inappropriate as a berthing location. In addition to the above-described information, the monitor 6 may display tide fullness information. By considering the depth information and the tide information together, the user can more accurately determine whether safe navigation to the anchoring target position is possible.

図3は、船舶50の着岸候補位置を指定して停泊目標位置を設定するときの処理の流れを説明するためのフローチャートである。
乗員が停泊目標位置設定開始を指示するための入力操作(たとえば、モニタ6に表示されている停泊目標位置設定ボタンを押す操作)を行うと、表示制御部23は、テレビカメラ4が撮影している映像をモニタ6に表示させる(ステップS1)。乗員は、モニタ6に映し出される映像を見ながらテレビカメラ操作部5を操作して、モニタ6に着岸候補箇所付近の映像を表示させる。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the flow of processing when the docking candidate position of the ship 50 is specified and the anchoring target position is set.
When an occupant performs an input operation (for example, an operation of pressing a berthing target position setting button displayed on the monitor 6) for instructing the start of berthing target position setting, the display control unit 23 is captured by the TV camera 4. The displayed video is displayed on the monitor 6 (step S1). The occupant operates the television camera operation unit 5 while watching the video displayed on the monitor 6 to display the video near the berthing candidate location on the monitor 6.

着岸候補箇所がモニタ6に映し出されている状態で、乗員は、タッチパネル7を操作する。すなわち、モニタ6に表示されている映像内の着岸候補位置にタッチする。このタッチ操作がされた位置情報がタッチパネル7によって検出され(ステップS2)、カメラアクチュエータ制御部26に与えられる。
タッチパネル7からの位置情報が与えられると、カメラアクチュエータ制御部26は、その時点のテレビカメラ4の撮影方向を表す方位角および仰角(または俯角)と、タッチパネル7からの位置情報とに基づいて、第1の測定点としての着岸候補位置81(図6、図10および図11参照)の方向を表す方位角θ1および仰角(または俯角)ψ1(図8参照)を演算する(ステップS3)。方位角θとは、この場合、船首方向(船舶中心線55に沿って船首54に向かう方向。図1参照)に対してテレビカメラ4の撮影方向がなす水平面に沿う角度をいう。また、仰角ψとは、この場合、水平面に対してテレビカメラ4の撮影方向のなす角度をいう。一般的には、ψ>0のとき仰角といい、ψ<0のとき俯角というが、ここでは、両者を代表し、かつ、ψ=0の場合も含めて、「仰角」という。
The occupant operates the touch panel 7 in a state in which the berthing candidate location is displayed on the monitor 6. That is, the berthing candidate position in the image displayed on the monitor 6 is touched. The position information on which the touch operation is performed is detected by the touch panel 7 (step S2) and given to the camera actuator control unit 26.
When the position information from the touch panel 7 is given, the camera actuator control unit 26, based on the azimuth and elevation (or depression) representing the shooting direction of the TV camera 4 at that time, and the position information from the touch panel 7, An azimuth angle θ1 and an elevation angle (or depression angle) ψ1 (see FIG. 8) representing the direction of the berthing candidate position 81 (see FIGS. 6, 10, and 11) as the first measurement point are calculated (step S3). In this case, the azimuth angle θ refers to an angle along the horizontal plane formed by the shooting direction of the TV camera 4 with respect to the bow direction (the direction toward the bow 54 along the ship center line 55; see FIG. 1). In this case, the elevation angle ψ is an angle formed by the shooting direction of the television camera 4 with respect to the horizontal plane. Generally, when ψ> 0, it is referred to as an elevation angle, and when ψ <0, it is referred to as a depression angle. However, here, both are represented, and the case of ψ = 0 is also referred to as “elevation angle”.

カメラアクチュエータ制御部26は、さらに、第2および第3測定点82,83の方位角θ2,θ3および仰角ψ2,ψ3を求める(図6、図8、図10および図11参照)。より具体的には、第2および第3測定点82,83は、第1測定点81に対して方位角が所定値γだけ異なる2つの地点である。すなわち、θ2=θ1−γ、θ3=θ1+γ、ψ2=ψ3=ψ1である。γは、たとえば、10度程度に定められるとよい。   The camera actuator control unit 26 further obtains the azimuth angles θ2 and θ3 and the elevation angles ψ2 and ψ3 of the second and third measurement points 82 and 83 (see FIGS. 6, 8, 10, and 11). More specifically, the second and third measurement points 82 and 83 are two points whose azimuth angles differ from the first measurement point 81 by a predetermined value γ. That is, θ2 = θ1−γ, θ3 = θ1 + γ, and ψ2 = ψ3 = ψ1. For example, γ may be set to about 10 degrees.

カメラアクチュエータ制御部26は、このようにして演算された第1、第2および第3測定点81,82,83の方位角θ1〜θ3および仰角ψ1〜ψ3に基づいてテレビカメラアクチュエータ11を制御する。これにより、テレビカメラ4およびこれに一体的に固定された距離センサ8が、第1、第2および第3測定点81〜83に順に向けられることになる(ステップS4)。   The camera actuator control unit 26 controls the television camera actuator 11 based on the azimuth angles θ1 to θ3 and the elevation angles ψ1 to ψ3 of the first, second, and third measurement points 81, 82, and 83 calculated in this way. . Thereby, the television camera 4 and the distance sensor 8 fixed integrally therewith are sequentially directed to the first, second and third measurement points 81 to 83 (step S4).

一方、センサ制御部27は、距離センサ8が第1〜第3測定点81〜83に向けられた各タイミングで距離センサ8が検出する距離データL1,L2,L3を取り込んで保持する(ステップS5)。この距離データL1,L2,L3は、停泊目標位置設定部22に与えられる。
停泊目標位置設定部22に備えられた位置情報演算部31は、GPS装置1から船舶50の現在位置情報を得るとともに(ステップS6)、カメラアクチュエータ制御部26から第1〜第3測定点81〜83の方位角θ1〜θ3および仰角ψ1〜ψ3のデータを得、さらに、センサ制御部27から前記距離データL1,L2,L3を得る。位置情報演算部31は、これらの情報に基づいて、第1〜第3測定点81〜83の位置情報を求める(ステップS7)。
On the other hand, the sensor control unit 27 captures and holds the distance data L1, L2, L3 detected by the distance sensor 8 at each timing when the distance sensor 8 is directed to the first to third measurement points 81 to 83 (step S5). ). The distance data L1, L2, and L3 are given to the berthing target position setting unit 22.
The position information calculation unit 31 provided in the berthing target position setting unit 22 obtains the current position information of the ship 50 from the GPS device 1 (step S6), and the first to third measurement points 81 to 81 from the camera actuator control unit 26. Data of 83 azimuth angles θ1 to θ3 and elevation angles ψ1 to ψ3 are obtained, and further, the distance data L1, L2, and L3 are obtained from the sensor control unit 27. The position information calculation unit 31 obtains position information of the first to third measurement points 81 to 83 based on these pieces of information (step S7).

求められた位置情報は、回帰処理演算部32に与えられる。この回帰処理演算部32は、前記第1〜第3測定点81〜83の位置情報に対して線形回帰処理(ステップS8)を施し、これらの第1〜第3測定点81〜83を最もよく近似する回帰直線A(図11参照)を求める。さらに、回帰処理演算部32は、その回帰直線Aに対する第1〜第3測定点81〜83の誤差ε1,ε2,ε3(図11A参照)の二乗和SSE(=ε1 2+ε2 2+ε3 2)を演算する(ステップS9a)。 The obtained position information is given to the regression processing calculation unit 32. The regression processing calculation unit 32 performs linear regression processing (step S8) on the position information of the first to third measurement points 81 to 83, and the first to third measurement points 81 to 83 are the best. An approximate regression line A (see FIG. 11) is obtained. Furthermore, the regression processing calculation unit 32 calculates the sum of squares SSE (= ε 1 2 + ε 2 ) of errors ε 1 , ε 2 , ε 3 (see FIG. 11A) of the first to third measurement points 81 to 83 with respect to the regression line A. 2 + ε 3 2 ) is calculated (step S9a).

着岸適否判断部34は、求められた誤差の二乗和SSEを所定の閾値Thと比較する(ステップS9b)。誤差の二乗和SSEが当該閾値Thを超えている場合には、乗員がタッチパネル7から指定した着岸候補位置81が着岸に適さないと判断し、この判断結果を表示制御部23に通知する。この通知を受けた表示制御部23は、モニタ6上に、着岸候補位置81が着岸場所として適さない旨のメッセージを表示させる(ステップS10)。このとき、表示制御部23は、さらに、GPS装置1が検出する船舶の現在位置データを取得し、その現在位置の近傍の地図データを地図情報記憶部3から取得し、さらに水深センサ2が検出する水深データを取得して、これらをモニタ6に表示させる(ステップS10A)。   The berthing suitability determination unit 34 compares the square sum SSE of the obtained error with a predetermined threshold Th (step S9b). If the error sum of squares SSE exceeds the threshold Th, it is determined that the landing candidate position 81 specified by the occupant from the touch panel 7 is not suitable for landing, and the determination result is notified to the display control unit 23. Receiving this notification, the display control unit 23 displays a message on the monitor 6 that the berthing candidate position 81 is not suitable as a berthing place (step S10). At this time, the display control unit 23 further acquires the current position data of the ship detected by the GPS device 1, acquires map data in the vicinity of the current position from the map information storage unit 3, and further detects the water depth sensor 2. The water depth data to be acquired is acquired and displayed on the monitor 6 (step S10A).

乗員が別の着岸候補位置を指定する場合には、ステップS1からの処理が繰り返され、停泊目標位置設定処理を終了するための所定の操作(たとえば、モニタ6上に表示された終了ボタンを押す操作)が乗員によって行われれば、処理を終了する(ステップS11)。
一方、前記誤差の二乗和SSEが前記閾値Th以下であれば(ステップS9b)、着岸適否判断部34は、指定された着岸候補位置81が着岸に適していると判断する。この場合には、さらに、目標位置設定部33によって、停泊目標位置を設定するための処理が行われる(ステップS12)。
When the occupant designates another berthing candidate position, the process from step S1 is repeated, and a predetermined operation (for example, an end button displayed on the monitor 6) is pressed to end the berthing target position setting process. If the operation is performed by the occupant, the process is terminated (step S11).
On the other hand, if the square sum of errors SSE is less than or equal to the threshold Th (step S9b), the berthing suitability determining unit 34 determines that the designated berthing candidate position 81 is suitable for berthing. In this case, the target position setting unit 33 further performs a process for setting the berthing target position (step S12).

そして、表示制御部23は、設定された停泊目標位置のデータを目標位置設定部33から得るとともに、GPS装置1が検出する船舶の現在位置データを取得し、その現在位置の近傍の地図データを地図情報記憶部3から取得し、さらに水深センサ2が検出する水深データを取得して、これらを、停泊目標位置までの距離とともに、モニタ6に表示させる(ステップS13)。   Then, the display control unit 23 obtains the set anchoring target position data from the target position setting unit 33, acquires the current position data of the ship detected by the GPS device 1, and obtains map data in the vicinity of the current position. The water depth data acquired from the map information storage unit 3 and further detected by the water depth sensor 2 is acquired and displayed on the monitor 6 together with the distance to the berthing target position (step S13).

図4Aおよび図4Bは、モニタ6の表示例を示す。図4Aは俯瞰地図を表示した例であり、図4Bは鳥瞰地図を表示した例である。地図表示を背景として、船舶マーク41(この例では画面中央やや下寄りに表示される。)によって船舶50の位置が表示され、付近の構造物(桟橋や岸壁など)の図形表示42が表示され、さらに、停泊目標位置マーク43が表示されている。また、表示画面中には、停泊目標位置までの距離表示44および水深表示45(図4Bの鳥瞰地図の例)が含まれている。表示制御部23は、船舶50の移動に伴って、地図、距離表示および水深表示を刻々と更新する。   4A and 4B show display examples on the monitor 6. 4A is an example in which a bird's-eye view map is displayed, and FIG. 4B is an example in which a bird's-eye view map is displayed. With the map display as a background, the position of the ship 50 is displayed by a ship mark 41 (in this example, displayed slightly below the center of the screen), and a graphic display 42 of a nearby structure (such as a pier or quay) is displayed. Furthermore, a berthing target position mark 43 is displayed. In addition, the display screen includes a distance display 44 to the berthing target position and a water depth display 45 (an example of the bird's-eye view map of FIG. 4B). The display control unit 23 updates the map, the distance display, and the water depth display every moment as the ship 50 moves.

操船担当の乗員は、モニタ6の表示を見ながら操船(ステアリング操作部57、スロットル操作部58および横移動操作部60の操作)を行うことにより、船舶50を停泊目標位置へと導く。これにより、船舶50を確実に停泊目標位置に接近させて着岸させることができる。
図5は、タッチパネル7から指定される着岸候補位置に応じてテレビカメラ4の撮影方向(この実施形態では距離センサ8の測定方向に等しい。)の方位角θおよび仰角ψを定めるための原理を説明するための図解図である。
An occupant in charge of marine vessel maneuvering (operating the steering operation unit 57, the throttle operation unit 58, and the lateral movement operation unit 60) while viewing the display on the monitor 6 leads the ship 50 to the anchoring target position. Thereby, the ship 50 can be made to approach the anchorage target position reliably and to be docked.
FIG. 5 shows the principle for determining the azimuth angle θ and elevation angle ψ in the shooting direction of the television camera 4 (in this embodiment, equal to the measurement direction of the distance sensor 8) according to the berthing candidate position designated from the touch panel 7. It is an illustration figure for demonstrating.

テレビカメラ4の水平方向の画角がαであり、垂直方向の画角がβであるとする。また、タッチパネル7は、モニタ6の表示画面上の位置を、水平方向に関して2Xドット、垂直方向に関して2Yドットに分解して検出可能なものであるとする。モニタ6の中心を原点(0,0)とする座標平面を考えると、原点(0,0)は、テレビカメラ4の撮影方向に一致する。   It is assumed that the horizontal view angle of the TV camera 4 is α and the vertical view angle is β. The touch panel 7 can detect the position on the display screen of the monitor 6 by disassembling it into 2X dots in the horizontal direction and 2Y dots in the vertical direction. Considering a coordinate plane with the center of the monitor 6 as the origin (0, 0), the origin (0, 0) coincides with the shooting direction of the television camera 4.

この場合に、モニタ6上の座標位置(x,y)が着岸候補位置として指定されるとする。この着岸候補位置が原点(0,0)となるまでテレビカメラ4の撮影方向を変化させれば、テレビカメラ4およびこれに一体的に固定された距離センサ8を着岸候補位置に向けることができる。すなわち、水平方向にΔθ(=0.5αx/X)、垂直方向にΔψ(=0.5βy/Y)だけ、テレビカメラ4を回動させればよいことになる。より具体的には、テレビカメラ4の目標方位角θ*を現在の方位角θに対してΔθを加えた値とし、目標仰角ψ*を現在の仰角ψに対してΔψを加えた値とすればよい。すなわち、θ*=θ+Δθ、ψ*=ψ+Δψとすればよい。 In this case, it is assumed that the coordinate position (x, y) on the monitor 6 is designated as a berthing candidate position. If the shooting direction of the television camera 4 is changed until the berthing candidate position becomes the origin (0, 0), the television camera 4 and the distance sensor 8 fixed integrally therewith can be directed to the berthing candidate position. . That is, it is only necessary to rotate the television camera 4 by Δθ (= 0.5αx / X) in the horizontal direction and Δψ (= 0.5βy / Y) in the vertical direction. More specifically, the target azimuth angle θ * of the TV camera 4 is a value obtained by adding Δθ to the current azimuth angle θ, and the target elevation angle ψ * is a value obtained by adding Δψ to the current elevation angle ψ. That's fine. That is, θ * = θ + Δθ and ψ * = ψ + Δψ may be set.

このような演算がカメラアクチュエータ制御部26によって行われ、目標方位角θ*および目標仰角ψ*に基づいてテレビカメラアクチュエータ11が制御される。
[3.測定点位置ベクトル演算アルゴリズム]
以下では、測定点の位置を表す測定点位置ベクトルの演算アルゴリズムを説明する。
3−1.座標系の定義
説明に際して、「船体座標系」、「局所座標系」および「ECEF座標系」の3つの座標系を次のように定義する。
Such a calculation is performed by the camera actuator control unit 26, and the television camera actuator 11 is controlled based on the target azimuth angle θ * and the target elevation angle ψ * .
[3. Measurement point position vector calculation algorithm]
Hereinafter, a calculation algorithm of a measurement point position vector representing the position of the measurement point will be described.
3-1. Definition of Coordinate System In the explanation, three coordinate systems of “hull coordinate system”, “local coordinate system” and “ECEF coordinate system” are defined as follows.

船体座標系(Body axis):図6に示すように、船体(艇体)51の重心52を原点として、船首方位方向をx軸、右舷方向をy軸、下方向をz軸にとった座標系である。ただし、この明細書では、z=0(船舶50が水平面上を移動する。)と仮定して、xy平面での船舶50の平面運動のみを考える。また、以下では、船体座標系で表された変数には添え字「b」を付する。   Hull coordinate system (Body axis): As shown in FIG. 6, coordinates with the center of gravity 52 of the hull (hull) 51 as the origin, the heading direction as the x axis, the starboard direction as the y axis, and the down direction as the z axis It is a system. However, in this specification, assuming that z = 0 (the ship 50 moves on the horizontal plane), only the plane motion of the ship 50 in the xy plane is considered. In the following, the variable “b” is attached to the variable represented in the hull coordinate system.

局所座標系(North-East-Down axis):図7に示すように、地球70上の任意の地点を原点として、北方向をx軸、東方向をy軸、下方向をz軸にとった座標系である。ただし、この明細書では、z=0(船舶50が水平面上を移動する。)と仮定して、xy平面での船舶50の平面運動のみを考える。また、以下では、局所座標系で表された変数には添え字「n」を付する。   Local coordinate system (North-East-Down axis): As shown in FIG. 7, an arbitrary point on the earth 70 is the origin, the north direction is the x axis, the east direction is the y axis, and the down direction is the z axis. Coordinate system. However, in this specification, assuming that z = 0 (the ship 50 moves on the horizontal plane), only the plane motion of the ship 50 in the xy plane is considered. In the following, the variable “n” is attached to the variable represented in the local coordinate system.

ECEF座標系(Earth-Centered Earth-Fixed axis):図7に示すように、地球70の重心を原点として、グリニッジ子午線71と赤道72とが交わる点73の方向をx軸、東経90度における子午線74と赤道72とが交わる点75の方向をy軸、地軸の北極方向をz軸にとった座標系である。以下では、ECEF座標系で表された変数には添え字「e」を付する。
3−2.アルゴリズム
3−2−1.ステップ1:局所座標系での船舶位置ベクトルPnの演算
GPS装置1は、世界測地系WGS-84に基づいて、船舶50の現在位置の緯度・経度データΨ=(ν,μ)(νは緯度を表し、μは経度を表す。)を出力する。位置情報演算部31は、その緯度・経度データを、次式によりECEF座標系の船舶位置ベクトルPeに変換する。
ECEF coordinate system (Earth-Centered Earth-Fixed axis): As shown in FIG. 7, with the center of gravity of the Earth 70 as the origin, the direction of the point 73 where the Greenwich meridian 71 and the equator 72 intersect is the x axis and the meridian at 90 degrees east longitude This is a coordinate system in which the direction of a point 75 where 74 and the equator 72 intersect is the y axis, and the north pole direction of the earth axis is the z axis. In the following, a variable “e” is attached to a variable represented in the ECEF coordinate system.
3-2. Algorithm 3-2-1. Step 1: Calculation of ship position vector Pn in local coordinate system The GPS device 1 calculates latitude / longitude data Ψ = (ν, μ) (ν is the latitude of the current position of the ship 50) based on the world geodetic system WGS-84. And μ represents longitude.) Is output. Position information calculating section 31, the latitude and longitude data, and converts the following equation to the ship position vector P e of the ECEF coordinate system.

ここで、Nは地球の楕円体高さ、hは船体座標系における水面からの高さ、reは赤道半径、rpは極半径である。ただし、この実施形態では、船舶50は水面上を移動するものと仮定して、h=0とする。 Here, N ellipsoidal earth height, h is the height from the water surface in the hull coordinate system, the r e is the equatorial radius, r p is the pole radius. However, in this embodiment, assuming that the ship 50 moves on the water surface, h = 0.

さらに、位置情報演算部31は、ECEF座標系の船舶位置ベクトルPeを、ECEF座標系で表される任意の位置ベクトルOe=(x0,y0,z0)を原点とした局所座標系の船舶位置ベクトルPnに変換する。変換式は、次のとおりである。 Furthermore, the position information calculating section 31, the ship position vector P e of the ECEF coordinate system, any position vector O e = represented by ECEF coordinate system (x 0, y 0, z 0) local coordinates with the origin of the It is converted into a ship position vector P n of the system. The conversion formula is as follows.

n e(Ψ)は、ECEF座標系から局所座標系への変換行列である。この実施形態では、局所座標系および船体座標系における平面の位置関係だけを考えるので、求めた船舶位置ベクトルPnの要素zn=0とする。この船舶位置ベクトルPnは、局所座標系から見た船体座標系の原点(船舶50の重心52)の位置ベクトルである。
3−2−2.ステップ2:局所座標系での測定点位置ベクトルrnの演算
位置情報演算部31は、距離センサ8の測定方向方位角θ(この実施形態ではテレビカメラ4の撮影方向方位角に等しい。)と、この距離センサ8の出力から求められる距離Lとに基づき、まず、船体座標系における測定点の位置ベクトルrbを求める。図8に示すように、距離センサ8の出力が距離L′を示している場合には、船体51と測定点80(第1〜第3測定点81〜83)との間の距離(水平距離)Lは、L=L′cosψである。この演算は、距離測定制御部21によって行われる。
R n e (Ψ) is a transformation matrix from the ECEF coordinate system to the local coordinate system. In this embodiment, since only the positional relationship between the planes in the local coordinate system and the hull coordinate system is considered, the element z n = 0 of the obtained ship position vector P n is set. The ship position vector P n is a position vector of the origin of the hull coordinate system (the center of gravity 52 of the ship 50) viewed from the local coordinate system.
3-2-2. Step 2: Calculation of the measurement point position vector r n in the local coordinate system The position information calculation unit 31 is the measurement direction azimuth θ of the distance sensor 8 (in this embodiment, equal to the shooting direction azimuth of the television camera 4). , based on the distance L obtained from the output of the distance sensor 8, first, it obtains the position vector r b of the measurement point in the hull coordinate system. As shown in FIG. 8, when the output of the distance sensor 8 indicates the distance L ′, the distance (horizontal distance) between the hull 51 and the measurement point 80 (first to third measurement points 81 to 83). ) L is L = L′ cos ψ. This calculation is performed by the distance measurement control unit 21.

図9から明らかなとおり、xy平面に射影された測定点80(第1〜第3測定点81〜83)の位置ベクトルrbは、次式で与えられる。ただし、記号「T」は、ベクトルの転置を表す。以下同じ。 As apparent from FIG. 9, the position vector r b of the projected measurement point 80 (first to third measurement points 81 to 83) in the xy plane is given by the following equation. However, the symbol “T” represents transposition of a vector. same as below.

位置情報演算部31は、船体座標系における測定点位置ベクトルrbを、次式によって、局所座標系の測定点位置ベクトルrnに変換する。 Position information calculating unit 31, a measurement point position vector r b in the hull coordinate system, the following equation is converted to the measurement point position vector r n of the local coordinate system.

n bは、船体座標系から局所座標系への変換行列であり、ξは、局所座標系における船首方位角(図9参照)である。
このような処理が、第1、第2および第3測定点81,82,83に関して行われることによって、これらの測定点81,82,83の局所座標系での測定点位置ベクトルが求まる。
[4.停泊目標位置算出アルゴリズム]
次に、停泊目標位置設定のための演算について説明する。
4−1.ステップ1:測定点位置ベクトルの演算
図10に示すように、タッチパネル7から入力される着岸候補位置を表す第1測定点81を船体座標系で表し、第1測定点位置ベクトルrC bとする。カメラアクチュエータ制御部26は、第1測定点位置ベクトルrC bを中心として、左右(水平方向)に所定角度γの方向を定め、それぞれの方向において着岸候補位置近傍の構造物85上の点を第2測定点82および第3測定点83(参照位置)とする。これらの第2および第3測定点82,83を、船体座標系における第2測定点位置ベクトルrL bおよび第3測定点位置ベクトルrR bで表す。
R n b is a transformation matrix from the hull coordinate system to the local coordinate system, and ξ is a bow azimuth (see FIG. 9) in the local coordinate system.
By performing such processing for the first, second and third measurement points 81, 82, 83, measurement point position vectors in the local coordinate system of these measurement points 81, 82, 83 are obtained.
[4. Anchorage target position calculation algorithm]
Next, calculation for setting a berthing target position will be described.
4-1. Step 1: Calculation of Measurement Point Position Vector As shown in FIG. 10, the first measurement point 81 representing the docking candidate position input from the touch panel 7 is represented by the hull coordinate system, and is defined as the first measurement point position vector r C b . . The camera actuator control unit 26 determines the direction of a predetermined angle γ in the left and right (horizontal direction) with the first measurement point position vector r C b as the center, and points on the structure 85 near the berthing candidate position in each direction. The second measurement point 82 and the third measurement point 83 (reference position) are used. These second and third measurement points 82 and 83 are represented by a second measurement point position vector r L b and a third measurement point position vector r R b in the hull coordinate system.

位置情報演算部31は、カメラアクチュエータ制御部26から第1〜第3測定点81〜83に関する方位角θ1〜θ3および仰角ψ1〜ψ3(ψ1=ψ2=ψ3)の情報を得て、前述のようにして、船体座標系における第1〜第3測定点位置ベクトルrC b,rL b,rR bを求め、さらに、これらを局所座標系における第1〜第3測定点位置ベクトルrC n,rL n,rR nに変換する。変換式は、前述の式(6)に準ずる。
4−2.ステップ2:回帰直線の算出
回帰処理演算部32は、位置情報演算部31から前記局所座標系における第1〜第3測定点位置ベクトルrC n,rL n,rR nを得て、局所座標系のxy平面において前記第1〜第3測定点81(xC,yC),82(xL,yL),83(xR,yR)を近似する回帰直線A(下記(8)式)を求める。
The position information calculation unit 31 obtains information on the azimuth angles θ1 to θ3 and the elevation angles ψ1 to ψ3 (ψ1 = ψ2 = ψ3) regarding the first to third measurement points 81 to 83 from the camera actuator control unit 26, as described above. Thus, first to third measurement point position vectors r C b , r L b , r R b in the hull coordinate system are obtained, and further, these are obtained as first to third measurement point position vectors r C n in the local coordinate system. , R L n , r R n . The conversion formula conforms to the above-described formula (6).
4-2. Step 2: Calculation of regression line The regression processing calculation unit 32 obtains the first to third measurement point position vectors r C n , r L n , r R n in the local coordinate system from the position information calculation unit 31, In the xy plane of the coordinate system, a regression line A that approximates the first to third measurement points 81 (x C , y C ), 82 (x L , y L ), 83 (x R , y R ) (the following (8 ) Expression).

y=aAx+bA … (8)
回帰直線Aは、次式に示す最小2乗法によって求めることができる。
y = a A x + b A (8)
The regression line A can be obtained by the least square method shown in the following equation.

4−3.ステップ3:誤差の二乗和の算出
次に、回帰処理演算部32は、前記第1〜第3測定点81,82,83と前記回帰直線Aとの誤差ε1,ε2,ε3の2乗和SSE(=ε1 2+ε2 2+ε3 2)を算出する。算出式は、次のとおりである。
4-3. Step 3: Calculation of sum of squares of error Next, the regression processing calculation unit 32 calculates the error ε 1 , ε 2 , ε 3 between the first to third measurement points 81, 82, 83 and the regression line A 2. Multiplicative sum SSE (= ε 1 2 + ε 2 2 + ε 3 2 ) is calculated. The calculation formula is as follows.

4−4.ステップ4:着岸適否判断
着岸適否判断部34は、誤差の2乗和SSEが所定の閾値Thを超えているかどうかを判断する。
4-4. Step 4: Judgment Suitability Determination The berthing suitability determination unit 34 determines whether the square sum SSE of errors exceeds a predetermined threshold Th.

誤差の2乗和SSEが所定の閾値Thを超えている状況とは、図11および図11Aに示すように、着岸候補箇所の構造物85が回帰直線Aに対して大きな凹凸のある形状を有している場合である。このような場合には、船舶50を安全に着岸させることができない可能性が高いので、着岸適否判断部34は、着岸候補箇所が着岸に適さないと判断する。
一方、誤差の2乗和SSEが閾値Th以下であれば、図10に示すように、着岸候補箇所の構造物85が回帰直線Aに沿う形状を有しているとみなすことができる。このような場合には、着岸適否判断部34は、船舶50を安全に着岸させることができると判断する。
4−5.ステップ5:停泊目標位置演算
着岸候補位置である第1測定点81は、図10、図11および図11Aに示すとおり、構造物85の表面上の位置である。したがって、船舶50の重心52が第1測定点81に一致するまで船舶50を移動させるような操船を行えば、船舶50が、十分に減速される前に、構造物85に衝突するおそれがある。
The situation where the error sum of squares SSE exceeds a predetermined threshold Th is that, as shown in FIGS. 11 and 11A, the structure 85 at the berthing candidate site has a shape with large irregularities with respect to the regression line A. This is the case. In such a case, since there is a high possibility that the ship 50 cannot be safely docked, the docking suitability determination unit 34 determines that the docking candidate location is not suitable for docking.
On the other hand, if the square sum of errors SSE is equal to or less than the threshold Th, it can be considered that the structure 85 at the berthing candidate portion has a shape along the regression line A, as shown in FIG. In such a case, the docking suitability determination unit 34 determines that the ship 50 can be docked safely.
4-5. Step 5: berthing target position calculation The 1st measurement point 81 which is a berthing candidate position is a position on the surface of the structure 85, as shown in FIG.10, FIG11 and FIG11A. Therefore, if the ship is operated so as to move the ship 50 until the center of gravity 52 of the ship 50 coincides with the first measurement point 81, the ship 50 may collide with the structure 85 before being sufficiently decelerated. .

そこで、目標位置設定部33は、第1測定点81を仮の停泊目標位置とし、この第1測定点81よりも構造物85から離れる方向にオフセットされた位置に停泊目標位置を定める。
より具体的には、目標位置設定部33は、前記回帰直線Aに直交するとともに、第1測定点81(着岸候補位置)を通る直線B(図10参照)を、次式によって求める。
Therefore, the target position setting unit 33 sets the first measurement point 81 as a temporary berthing target position, and sets the berthing target position at a position offset in a direction away from the structure 85 from the first measurement point 81.
More specifically, the target position setting unit 33 obtains a straight line B (see FIG. 10) that is orthogonal to the regression line A and passes through the first measurement point 81 (candidate position for landing) according to the following equation.

さらに、目標位置設定部33は、直線Bに沿うオフセットベクトルrOff nと第1測定点位置ベクトルrC n(局所座標系)との和を停泊目標位置ベクトルrO n(=rC n+rOff n)として求める。
4−6.ステップ6:停泊目標位置情報(緯度・経度)演算
位置情報演算部31は、局所座標系における停泊目標位置ベクトルrO nを、次式により、ECEF座標系の停泊目標位置ベクトルrO eに変換する。
Furthermore, the target position setting section 33, an offset vector along the straight line B r Off n and sum the berthing target position of the first measurement point position vector r C n (local coordinate system) vector r O n (= r C n + r Calculate as Off n ).
4-6. Step 6: berthing target position information (latitude and longitude) calculating position information computation unit 31, converts the berthing target position vector r O n in the local coordinate system, the following equation, the berthing target position vector r O e of ECEF coordinate system To do.

e n(Ψ)は、局所座標系からECEF座標系への変換行列である。
次に、位置情報演算部31は、停泊目標位置ベクトルrO eを、次の近似式により、緯度νおよび経度μに直すことで、GPSシステムにおける位置情報に換算する。
R e n (Ψ) is a transformation matrix from the local coordinate system to the ECEF coordinate system.
Next, the position information calculation unit 31 converts the berthing target position vector r O e into position information in the GPS system by converting it to latitude ν and longitude μ using the following approximate expression.

こうして、停泊目標位置の緯度νおよび経度μの情報が求められ、この情報が表示制御部23に与えられる。これにより、表示制御部23は、地図上の適切な位置に目標位置マーク43を表示することができる。
[5.オフセットベクトルの算出]
図12に示すように、平面視において船体51を取り囲む長方形90を想定する。船舶50の重心52が直線B上にあって、かつ、長方形90が回帰直線Aと接する状況を想定すると、そのときの重心52の位置を停泊目標位置とすることが適切である。そこで、第1測定点81を始点とし、船舶50の重心52を終点とするベクトルをオフセットベクトルrOff nとする。このようにオフセットベクトルrOff nを定めておけば、船舶50が構造物85に衝突することのない位置を停泊目標位置として定めることができる。
In this way, information on the latitude ν and longitude μ of the berthing target position is obtained, and this information is given to the display control unit 23. Thereby, the display control unit 23 can display the target position mark 43 at an appropriate position on the map.
[5. Calculation of offset vector]
As shown in FIG. 12, a rectangle 90 surrounding the hull 51 in a plan view is assumed. Assuming a situation where the center of gravity 52 of the ship 50 is on the straight line B and the rectangle 90 is in contact with the regression line A, it is appropriate to set the position of the center of gravity 52 at that time as the anchoring target position. Therefore, a vector starting from the first measurement point 81 and ending at the center of gravity 52 of the ship 50 is set as an offset vector r Off n . If the offset vector r Off n is determined in this way, a position where the ship 50 does not collide with the structure 85 can be determined as a berthing target position.

より具体的に説明する。
5−1.ステップ1:矩形を表すベクトルの演算
船体51の全長を2H、全幅を2Wとし、これらをそれぞれ短辺91、長辺92の長さとし、短辺91が船体51の全幅に沿い、長辺92が船体51の全長に沿う長方形90を考える。船舶50の重心52と長方形90の重心とが一致すると仮定する。船体51が着岸対象の構造物85に対して接触しないためには、長方形90と回帰直線Aとが交差しなければ十分である。
This will be described more specifically.
5-1. Step 1: Calculation of a vector representing a rectangle The full length of the hull 51 is 2H, the full width is 2W, and these are the lengths of the short side 91 and the long side 92, respectively, the short side 91 is along the full width of the hull 51, and the long side 92 is Consider a rectangle 90 along the entire length of the hull 51. Assume that the center of gravity 52 of the ship 50 and the center of gravity of the rectangle 90 coincide. In order for the hull 51 not to contact the structure 85 to be docked, it is sufficient if the rectangle 90 and the regression line A do not intersect.

図13を参照すると、着岸時の船舶目標方位角ξ′(局所座標系のx軸に対して船首方向93(図12参照)のなす角)で定まる船体座標系において、長方形90の隣り合う2つの頂点を表す位置ベクトルb1 b,b2 bは、次式で与えられる。他の2つの頂点を表す位置ベクトルは符号が逆になるだけであるので、船体51の前方にあるベクトルのみを考える。なお、船舶目標方位角ξ′は、停泊目標位置の設定を開始する時点における船首方向の方位角であってもよい。この場合、たとえば、停泊目標位置を定めた後に、横移動モードでの操船を行えば、その船舶目標方位角ξ′が保たれた状態で船舶50が停泊目標位置に近づくことになる。 Referring to FIG. 13, the two adjacent rectangles 90 in the hull coordinate system determined by the ship target azimuth angle ξ ′ (the angle formed by the bow direction 93 (see FIG. 12) with respect to the x axis of the local coordinate system) at the time of landing. Position vectors b 1 b and b 2 b representing one vertex are given by the following equations. Since the position vectors representing the other two vertices are only reversed in sign, only the vector in front of the hull 51 is considered. The ship target azimuth angle ξ ′ may be the azimuth angle in the bow direction at the start of setting of the anchoring target position. In this case, for example, if the ship maneuvering is performed in the lateral movement mode after the anchoring target position is determined, the ship 50 approaches the anchoring target position while the ship target azimuth angle ξ ′ is maintained.

船舶目標方位角ξ′は、回帰直線Aに平行な方向または直交する方向に自動的に設定するようにしてもよい。この場合、それらの方向を船舶目標方位角ξ′の候補としてモニタ6上に表示し、いずれかを使用者に選択させるようにしてもよい。さらに、モニタ6上で船舶目標方位角ξ′を調整できるようにしてもよい。この場合、操作卓56に船舶目標方位角ξ′を入力するための入力装置を設けてもよい。
5−2.ステップ2:直線Bへの正射影の演算
目標位置設定部33は、位置ベクトルb1 b,b2 bを直線Bに射影したベクトルを次式によって求める。
The ship target azimuth angle ξ ′ may be automatically set in a direction parallel to or orthogonal to the regression line A. In this case, those directions may be displayed on the monitor 6 as candidates for the ship target azimuth angle ξ ′, and the user may be allowed to select one of them. Further, the ship target azimuth angle ξ ′ may be adjusted on the monitor 6. In this case, an input device for inputting the ship target azimuth angle ξ ′ to the console 56 may be provided.
5-2. Step 2: Calculation of Orthographic Projection to Straight Line B The target position setting unit 33 obtains a vector obtained by projecting the position vectors b 1 b and b 2 b onto the straight line B by the following equation.

5−3.ステップ3:船体座標系のオフセットベクトルの演算
2つの正射影ベクトル(eB b,b1 b)・eB bおよび(eB b,b2 b)・eB bのうち、大きい方を選択し、これに安全率κ(κ>1。たとえば、1.5)を乗じて、船体座標系のオフセットベクトルrOff bを求める。すなわち、次式のとおりである。
5-3. Step 3: Calculate the offset vector of the hull coordinate system Select the larger of the two orthogonal projection vectors (e B b , b 1 b ), e B b and (e B b , b 2 b ), e B b Then, this is multiplied by a safety factor κ (κ> 1, for example, 1.5) to obtain an offset vector r Off b of the hull coordinate system. That is, it is as follows.

5−4.ステップ4:局所座標系のオフセットベクトルの演算
次式により、船体座標系のオフセットベクトルrOff bを局所座標系のオフセットベクトルrOff nに変換する。
5-4. Step 4: Calculation of offset vector in local coordinate system An offset vector r Off b in the hull coordinate system is converted into an offset vector r Off n in the local coordinate system according to the following equation.

このオフセットベクトルrOff nの始点を第1測定点(着岸候補位置)81としたとき、その終点位置が停泊目標位置として設定されることになる。この停泊目標位置は、着岸候補位置81から、直線Bに沿って、オフセット距離|rOff n|だけオフセットされた位置である。
[6.前記実施形態のまとめ]
以上のように、この実施形態では、乗員がタッチパネル7から着岸候補位置を指定すると、この着岸候補位置が第1測定点81とされ、その左右にγだけずれた方位角方向の点が第2および第3測定点82,83とされる。これらの第1〜第3測定点81〜83に関して、距離センサ8により、距離L1,L2,L3が測定される。この測定された距離L1,L2,L3に基づき、位置情報演算部31が第1〜第3測定点81〜83の位置ベクトルを求める。さらに、回帰処理演算部32が、求められた位置ベクトルに基づいて、第1〜第3測定点81〜83の並びを近似する回帰直線Aを求める。この回帰直線Aと第1〜第3測定点81〜83との誤差の二乗和SSEに基づいて、着岸適否判断部34は、着岸候補位置(第1測定点81)が着岸に適するか否かを判断する。着岸に適さない場合には、モニタ6にその旨のメッセージが表示される。これにより、乗員は、指定した着岸候補位置が、安全に船舶50を停泊できないおそれのある場所であることを知る。
When the start point of the offset vector r Off n is the first measurement point (a berthing candidate position) 81, the end point position is set as the berthing target position. This berthing target position is a position offset from the berthing candidate position 81 along the straight line B by the offset distance | r Off n |.
[6. Summary of the above embodiment]
As described above, in this embodiment, when the occupant designates a berthing candidate position from the touch panel 7, the berthing candidate position is set as the first measurement point 81, and a point in the azimuth direction shifted by γ to the left and right is the second. And third measurement points 82 and 83. The distances L1, L2, and L3 are measured by the distance sensor 8 with respect to the first to third measurement points 81 to 83. Based on the measured distances L1, L2, and L3, the position information calculation unit 31 obtains position vectors of the first to third measurement points 81 to 83. Further, the regression processing calculation unit 32 obtains a regression line A that approximates the arrangement of the first to third measurement points 81 to 83 based on the obtained position vector. Based on the square sum SSE of errors between the regression line A and the first to third measurement points 81 to 83, the berthing suitability determination unit 34 determines whether or not the berthing candidate position (first measurement point 81) is suitable for berthing. Judging. If it is not suitable for berthing, a message to that effect is displayed on the monitor 6. As a result, the occupant knows that the designated docking candidate position is a place where the ship 50 may not be anchored safely.

一方、着岸適否判断部34が着岸候補位置を着岸に適すると判断すると、目標位置設定部33が停泊目標位置を設定する。より具体的には、目標位置設定部33は、着岸候補位置を通り、回帰直線Aと直交する直線B上において、着岸候補位置からオフセットされた位置を停泊目標位置として設定する。オフセットの方向は着岸候補位置の構造物85から離れる方向(一般的には船舶50の現在位置に近い方向)であり、オフセット距離は、船舶50を取り囲む仮想的な長方形90が回帰直線Aと交わらないように定められる。   On the other hand, if the berthing suitability determination unit 34 determines that the berthing candidate position is suitable for berthing, the target position setting unit 33 sets the berthing target position. More specifically, the target position setting unit 33 sets a position offset from the berthing candidate position on the straight line B passing through the berthing candidate position and orthogonal to the regression line A as the berthing target position. The offset direction is the direction away from the berthing candidate position structure 85 (generally, the direction close to the current position of the ship 50), and the offset distance intersects the regression line A with the virtual rectangle 90 surrounding the ship 50. It is determined not to.

このようにして、着岸に適すると判断された着岸候補位置付近において、船舶50が構造物85に衝突することのない安全な位置に停泊目標位置が定められる。
また、モニタ6の画面上には、地図上に船舶50の位置および停泊目標位置が表示されるばかりでなく、水深情報も表示される。これにより、船舶50の現在位置が浅瀬かどうかを判断できるので、水深情報を停泊目標位置に安全に停泊させることができるかどうかの判断材料として用いることができる。
[7.他の実施形態]
7−1.距離センサがテレビカメラに対して可動な例
前述の実施形態では、距離センサ8がテレビカメラ4に一体的に固定されていて、距離センサ8およびテレビカメラ4が同方向に向けられる場合について説明した。しかし、距離センサ8は、テレビカメラ4に対して可動であってもよい。
In this manner, the berthing target position is determined at a safe position where the ship 50 does not collide with the structure 85 in the vicinity of the berthing candidate position determined to be suitable for berthing.
On the screen of the monitor 6, not only the position of the ship 50 and the target berthing position are displayed on the map, but also water depth information is displayed. Thereby, since it can be determined whether the current position of the ship 50 is shallow, the water depth information can be used as a material for determining whether the anchoring position can be safely anchored.
[7. Other Embodiments]
7-1. Example in which distance sensor is movable with respect to television camera In the above-described embodiment, the distance sensor 8 is integrally fixed to the television camera 4 and the distance sensor 8 and the television camera 4 are directed in the same direction. . However, the distance sensor 8 may be movable with respect to the television camera 4.

たとえば、テレビカメラ4は水平方向(左右方向)に関してのみ撮影方向を変動できるようにしておき、このテレビカメラ4に対して垂直方向(上下方向)に関してのみ測定方向を変動できるように距離センサ8を設けてもよい。この場合には、テレビカメラ4の撮影方向および距離センサ8の測定方向の方位角は等しい。テレビカメラ4の撮影方向はたとえば水平方向に定められる。   For example, the TV camera 4 can change the photographing direction only in the horizontal direction (left-right direction), and the distance sensor 8 can be changed only in the vertical direction (up-down direction) with respect to the TV camera 4. It may be provided. In this case, the azimuth angle of the shooting direction of the television camera 4 and the measurement direction of the distance sensor 8 are equal. The shooting direction of the television camera 4 is determined, for example, in the horizontal direction.

この構成例を図14に示す。この例では、距離測定制御部21には、カメラアクチュエータ制御部26Aに加えて、センサアクチュエータ制御部26Bが備えられる。また、距離センサ8には、その測定方向を変動させるためのセンサアクチュエータ12が付設されている。このセンサアクチュエータ12は、センサアクチュエータ制御部26Bによって制御される。   An example of this configuration is shown in FIG. In this example, the distance measurement control unit 21 includes a sensor actuator control unit 26B in addition to the camera actuator control unit 26A. The distance sensor 8 is provided with a sensor actuator 12 for changing the measurement direction. The sensor actuator 12 is controlled by the sensor actuator control unit 26B.

タッチパネル7から着岸候補位置が指定されると、カメラアクチュエータ制御部26Aによってテレビカメラ4および距離センサ8の方位角θが制御され、センサアクチュエータ制御部26Bによって距離センサ8の仰角ψが制御される。これにより、着岸候補位置を第1測定点(仮の停泊目標位置)とし、その左右の角度γの位置を第2測定点および第3測定点として、これらの第1〜第3測定点までの距離が距離センサ8によって検出される。   When the berthing candidate position is designated from the touch panel 7, the camera actuator control unit 26A controls the azimuth angle θ of the television camera 4 and the distance sensor 8, and the sensor actuator control unit 26B controls the elevation angle ψ of the distance sensor 8. As a result, the berthing candidate position is the first measurement point (temporary berthing target position), and the left and right angle γ positions are the second measurement point and the third measurement point. The distance is detected by the distance sensor 8.

また、テレビカメラ4を水平方向(左右方向)に関してのみ撮影方向を変動できるようにしておく一方で、このテレビカメラ4に対して水平方向(左右方向)および垂直方向(上下方向)の両方に関して検出方向を変動させられるように距離センサ8を設けてもよい。テレビカメラ4の撮影方向はたとえば水平方向に定められる。
この場合の構成は図14の構成と類似しているが、カメラアクチュエータ制御部26Aは、専らテレビカメラ操作部5からの指令に応じてテレビカメラアクチュエータ11を制御する。一方、センサアクチュエータ制御部26Bは、タッチパネル7によって指定される着岸候補位置に距離センサ8の測定方向を向けるように、センサアクチュエータ12を制御する。この場合、センサアクチュエータ制御部26Bは、センサアクチュエータ12を制御することによって、距離センサ8の方位角θおよび仰角ψの両方を制御する。こうして、着岸候補位置を第1測定点とし、その左右の角度γの位置を第2測定点および第3測定点として、これらの第1〜第3測定点までの距離が距離センサ8によって検出される。方位角θおよび仰角ψのデータは、センサアクチュエータ制御部26Bから停泊目標位置設定部22に与えられる。
7−2.停泊目標位置の初期設定
停泊目標位置の初期値を、たとえば、船舶50の出発位置に設定してもよい。すなわち、出発位置の位置情報をGPS装置1によって検出し、これを、航走制御装置66に備えられた記憶媒体(図示せず)に記憶させるとともに、これを停泊目標位置の初期値としてもよい。この場合、停泊目標位置設定の開始が乗員によって指示されると、タッチパネル7の操作によることなく、出発位置が着岸候補位置に設定され、テレビカメラ4および距離センサ8がその着岸候補位置に向けられる。これにより、乗員は、テレビカメラ4の映像から、出発位置に他の船舶が停泊しているかどうか、水位に大きな変動がないかなどを調べることにより、その位置に再び停泊できるかどうかを直ちに判断できる。これにより、着岸候補位置設定のわずらわしさを軽減することができる。
7−3.停泊目標位置への自動操船
前述の実施形態では、操船担当の乗員がモニタ6の画面を見ながら操作卓56を操作して、船舶50を停泊目標位置に導く例について説明したが、たとえば、停泊目標位置に船舶50がある程度接近した時点(たとえば、停泊目標位置までの距離が20m以下となった時点)で、自動操船によって船舶50を停泊目標位置に導くようにしてもよい。すなわち、たとえば、自動停泊操船ボタンを設けておき、この自動停泊操船ボタンが操作されることにより、航走制御装置66および船外機ECU63,64によって船外機61,62の自動制御が行われ、船舶50が停泊目標位置へと自動的に導かれるようにしてもよい。
7−4.船舶の推進機
前述の実施形態では、一対の船外機61,62が設けられた例について説明したが、これらの代わりに船体51の中心線55上に一つの船外機を設けてもよいし、さらに、2つの船外機61,62に加えて、船体51の中心線55上に第3の船外機を設けてもよい。
In addition, while the television camera 4 is allowed to change the shooting direction only in the horizontal direction (left-right direction), it detects both the horizontal direction (left-right direction) and the vertical direction (up-down direction) with respect to the television camera 4. The distance sensor 8 may be provided so that the direction can be changed. The shooting direction of the television camera 4 is determined in the horizontal direction, for example.
The configuration in this case is similar to the configuration in FIG. 14, but the camera actuator control unit 26 </ b> A controls the TV camera actuator 11 exclusively in response to a command from the TV camera operation unit 5. On the other hand, the sensor actuator control unit 26 </ b> B controls the sensor actuator 12 so that the measurement direction of the distance sensor 8 is directed to the berthing candidate position designated by the touch panel 7. In this case, the sensor actuator control unit 26 </ b> B controls both the azimuth angle θ and the elevation angle ψ of the distance sensor 8 by controlling the sensor actuator 12. Thus, the distance sensor 8 detects the distances to the first to third measurement points, with the berthing candidate position as the first measurement point and the left and right angle γ as the second measurement point and the third measurement point. The The data of the azimuth angle θ and the elevation angle ψ is given from the sensor actuator control unit 26B to the berthing target position setting unit 22.
7-2. Initial setting of berthing target position The initial value of berthing target position may be set to the departure position of ship 50, for example. That is, the position information of the departure position is detected by the GPS device 1 and stored in a storage medium (not shown) provided in the cruise control device 66, and this may be used as the initial value of the berthing target position. . In this case, when the start of the berthing target position setting is instructed by the occupant, the departure position is set to the berthing candidate position without operating the touch panel 7, and the TV camera 4 and the distance sensor 8 are directed to the berthing candidate position. . As a result, the occupant immediately determines from the video of the TV camera 4 whether or not another ship is anchored at the departure position, whether there is a large fluctuation in the water level, etc., and whether the ship can be anchored again at that position. it can. Thereby, the troublesomeness of setting a berthing candidate position can be reduced.
7-3. In the above-described embodiment, an example in which an occupant in charge of maneuvering operates the console 56 while looking at the screen of the monitor 6 to guide the ship 50 to the berthing target position has been described. When the ship 50 approaches the target position to some extent (for example, when the distance to the berthing target position becomes 20 m or less), the ship 50 may be guided to the berthing target position by automatic maneuvering. That is, for example, an automatic berthing maneuvering button is provided, and when the automatic berthing maneuvering button is operated, the outboard motors 61 and 62 are automatically controlled by the cruise control device 66 and the outboard motor ECUs 63 and 64. The ship 50 may be automatically guided to the berthing target position.
7-4. In the above-described embodiment, the example in which the pair of outboard motors 61 and 62 is provided has been described. However, instead of these, one outboard motor may be provided on the center line 55 of the hull 51. In addition to the two outboard motors 61 and 62, a third outboard motor may be provided on the center line 55 of the hull 51.

また、推進機は、船外機(アウトボードモータ)に限らず、船内外機(スターンドライブ。インボードモータ・アウトボードドライブ)、船内機(インボードモータ)、ウォータージェットドライブのいずれの形態であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
In addition, the propulsion device is not limited to an outboard motor (outboard motor), but in any form of an inboard / outboard motor (stern drive, inboard motor / outboard drive), inboard motor (inboard motor), or water jet drive. There may be.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

この発明の一実施形態に係る船舶の構成を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the structure of the ship which concerns on one Embodiment of this invention. 着岸支援装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the electrical structure of a berthing assistance apparatus. 着岸候補位置を指定して停泊目標位置を設定するときの処理の流れを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the flow of a process when designating a docking candidate position and setting a berthing target position. 図4Aおよび図4Bは、モニタの表示例を示す。図4Aは俯瞰地図を表示した例であり、図4Bは鳥瞰地図を表示した例である。4A and 4B show display examples of the monitor. 4A is an example in which a bird's-eye view map is displayed, and FIG. 4B is an example in which a bird's-eye view map is displayed. 着岸候補位置に応じてテレビカメラの撮影方向を定めるための原理を説明するための図解図である。It is an illustration figure for demonstrating the principle for determining the imaging | photography direction of a television camera according to a berthing candidate position. 船体座標系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a hull coordinate system. 局所座標系およびECEF座標系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a local coordinate system and an ECEF coordinate system. 距離センサによる距離測定を説明するための図解図である。It is an illustration figure for demonstrating the distance measurement by a distance sensor. 船舶からの距離が測定される測定点の位置ベクトルの求め方を説明するための図解図である。It is an illustration figure for demonstrating how to obtain | require the position vector of the measurement point from which the distance from a ship is measured. 着岸候補位置を含む3つの測定点およびそれらの並びを近似する回帰直線の一例を示す図解図である。It is an illustration figure which shows an example of the regression line which approximates three measurement points including a berthing candidate position, and those arrangements. 着岸候補位置を含む3つの測定点およびそれらの並びを近似する回帰直線の他の例を示す図解図である。It is an illustration figure which shows the other example of the regression line which approximates three measurement points including a berthing candidate position, and those arrangement | sequences. 回帰誤差の演算を説明するために図11の一部を拡大して示す図解図である。It is an illustration figure which expands and shows a part of FIG. 11 in order to demonstrate the calculation of a regression error. 停泊目標位置の設定原理を説明するための図解図である。It is an illustration figure for demonstrating the setting principle of a berthing target position. 停泊目標位置ベクトルの求め方を説明するための図である。It is a figure for demonstrating how to obtain a berthing target position vector. この発明の他の実施形態に係る着岸支援装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the electrical structure of the berthing assistance apparatus which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 GPS装置
2 水深センサ
3 地図情報記憶部
4 テレビカメラ
5 テレビカメラ操作部
6 モニタ
7 タッチパネル
8 距離センサ
10 コントローラ
11 テレビカメラアクチュエータ
12 センサアクチュエータ
21 距離測定制御部
22 停泊目標位置設定部
23 表示制御部
26 カメラアクチュエータ制御部
26A カメラアクチュエータ制御部
26B センサアクチュエータ制御部
27 センサ制御部
31 位置情報演算部
32 回帰処理演算部
33 目標位置設定部
34 着岸適否判断部
41 船舶マーク
42 構造物の図形表示
43 停泊目標位置マーク
44 距離表示
45 水深表示
50 船舶
51 船体
52 重心
53 船尾
54 船首
55 船舶中心線
56 操作卓
57 ステアリング操作部
58 スロットル操作部
59 ヨーレートセンサ
60 横移動操作部
61,62 船外機
63,64 船外機ECU
66 航走制御装置
70 地球
71 グリニッジ子午線
72 赤道
74 子午線
80 測定点
81 第1の測定点(着岸候補位置)
82 第2の測定点
83 第3の測定点
85 構造物
90 長方形
91 短辺
92 長辺
93 船首方向
A 回帰直線
B 直線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 GPS apparatus 2 Water depth sensor 3 Map information storage part 4 Television camera 5 Television camera operation part 6 Monitor 7 Touch panel 8 Distance sensor 10 Controller 11 Television camera actuator 12 Sensor actuator 21 Distance measurement control part 22 Resting target position setting part 23 Display control part DESCRIPTION OF SYMBOLS 26 Camera actuator control part 26A Camera actuator control part 26B Sensor actuator control part 27 Sensor control part 31 Position information calculation part 32 Regression process calculation part 33 Target position setting part 34 Landing suitability judgment part 41 Ship mark 42 Structure graphic display 43 Resting Target position mark 44 Distance display 45 Water depth display 50 Ship 51 Hull 52 Center of gravity 53 Stern 54 Bow 55 Ship center line 56 Console 57 Steering operation section 58 Throttle operation section 59 Yaw rate sensor S 60 Side movement operation unit 61, 62 Outboard motor 63, 64 Outboard motor ECU
66 Navigation Control Device 70 Earth 71 Greenwich Meridian 72 Equator 74 Meridian 80 Measurement Point 81 First Measurement Point (Candidate Position)
82 Second measurement point 83 Third measurement point 85 Structure 90 Rectangular 91 Short side 92 Long side 93 Bow direction A Regression line B Line

Claims (10)

船舶の着岸を支援するための装置であって、
前記船舶から着岸候補箇所までの距離を測定する距離測定手段と、
この距離測定手段を制御して、前記着岸候補箇所付近の少なくとも3つの測定点について、前記船舶からの距離を測定させる距離測定制御手段と、
この距離測定制御手段による制御によって前記距離測定手段によって測定された前記船舶から前記少なくとも3つの測定点までの距離を用いて、前記着岸候補箇所の形状を評価する形状評価手段と、
前記形状評価手段による評価結果に基づいて、前記着岸候補箇所が前記船舶の着岸に適しているかどうかを判断する着岸適否判断手段とを含む、着岸支援装置。
A device for supporting the berthing of a ship,
Distance measuring means for measuring a distance from the ship to a berthing candidate point;
A distance measurement control means for controlling the distance measurement means to measure the distance from the ship for at least three measurement points near the berthing candidate point;
Shape evaluation means for evaluating the shape of the berthing candidate location using the distances from the ship measured by the distance measurement means to the at least three measurement points by the control by the distance measurement control means;
A berthing support device including a berthing suitability determining unit that determines whether the berthing candidate portion is suitable for berthing of the ship based on an evaluation result by the shape evaluating unit.
前記形状評価手段は、前記少なくとも3つの測定点の位置情報を演算する位置情報演算手段と、この位置情報演算手段によって演算された前記少なくとも3つの測定点の位置情報に対して線形回帰処理を行うことにより回帰直線および回帰誤差を求める回帰処理演算手段とを含み、
前記着岸適否判断手段は、前記回帰誤差が所定の閾値を超える場合に前記着岸候補箇所が着岸に適さないと判断し、前記回帰誤差が前記閾値以下の場合に前記着岸候補箇所が着岸に適すると判断するものである、請求項1記載の着岸支援装置。
The shape evaluation means performs a linear regression process on position information calculation means for calculating position information of the at least three measurement points, and position information of the at least three measurement points calculated by the position information calculation means. And a regression processing calculation means for obtaining a regression line and a regression error,
The berthing suitability determining means determines that the berthing candidate location is not suitable for berthing when the regression error exceeds a predetermined threshold value, and that the berthing candidate location is suitable for berthing when the regression error is equal to or less than the threshold value. The berthing assistance apparatus of Claim 1 which is what is judged.
着岸候補箇所の画像を撮影する撮影装置と、
この撮影装置によって撮影された画像を表示する表示装置と、
この表示装置に表示された画像中の任意の位置を着岸候補位置として操作者が指定するための着岸候補位置指定手段とをさらに含み、
前記距離測定制御手段は、前記着岸候補位置指定手段によって指定された着岸候補位置と、この着岸候補位置をほぼ中央に含む所定の方位角範囲内の少なくとも2点とを、前記少なくとも3つの測定点とするものである、請求項1または2記載の着岸支援装置。
An imaging device that captures images of berthing candidates;
A display device for displaying an image photographed by the photographing device;
A berthing candidate position specifying means for an operator to specify an arbitrary position in the image displayed on the display device as a berthing candidate position;
The distance measurement control means includes the berthing candidate position specified by the berthing candidate position specifying means, and at least two points within a predetermined azimuth angle range including the berthing candidate position substantially at the center. The berthing assistance apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記回帰処理演算手段によって求められた回帰直線から所定のオフセット距離だけ離れた位置を停泊目標位置に設定する停泊目標位置設定手段をさらに含む、請求項1ないし3のいずれかに記載の着岸支援装置。   The berthing assistance apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a berthing target position setting unit that sets a position that is a predetermined offset distance away from a regression line obtained by the regression processing calculation unit as a berthing target position. . 前記停泊目標位置設定手段は、前記オフセット距離を、少なくとも船舶の全長および全幅に基づいて定める手段を含む、請求項4記載の着岸支援装置。   The docking support apparatus according to claim 4, wherein the anchoring target position setting means includes means for determining the offset distance based on at least a total length and a full width of the ship. 前記停泊目標位置設定手段は、前記着岸適否判断手段によって前記着岸候補箇所が前記船舶の着岸に適さないと判断されたときは、停泊目標位置の設定を無効化するものである、請求項4または5記載の着岸支援装置。   The berthing target position setting means invalidates the setting of the berthing target position when the berthing suitability determining means determines that the berthing candidate location is not suitable for berthing of the ship. 5. A berthing assistance apparatus according to 5. 前記船舶の位置を検出して船舶位置情報を生成する位置検出手段と、
船舶が航行可能な箇所の地図情報を記憶した地図記憶手段と、
地図情報を表示するための地図表示手段と、
前記位置検出手段によって生成される船舶位置情報に対応した地図情報を前記地図記憶手段から読み出し、その地図情報を前記停泊目標位置設定手段によって設定される停泊目標位置とともに前記地図表示手段に表示させる表示制御手段とをさらに含む、請求項4ないし6のいずれかに記載の着岸支援装置。
Position detecting means for detecting the position of the ship and generating ship position information;
Map storage means for storing map information of places where the ship can navigate;
A map display means for displaying map information;
A map information corresponding to the ship position information generated by the position detection means is read from the map storage means, and the map information is displayed on the map display means together with a berthing target position set by the berthing target position setting means. The berthing assistance apparatus according to any one of claims 4 to 6, further comprising a control means.
前記船舶の位置を検出して船舶位置情報を生成する位置検出手段と、
船舶が航行可能な箇所の地図情報を記憶した地図記憶手段と、
地図情報を表示するための地図表示手段と、
前記位置検出手段によって生成される船舶位置情報に対応した地図情報を前記地図記憶手段から読み出し、その地図情報を前記地図表示手段に表示させる表示制御手段とをさらに含む、請求項1ないし3のいずれかに記載の着岸支援装置。
Position detecting means for detecting the position of the ship and generating ship position information;
Map storage means for storing map information of places where the ship can navigate;
A map display means for displaying map information;
The display control means for reading out map information corresponding to the ship position information generated by the position detection means from the map storage means and displaying the map information on the map display means. A docking support device according to the above.
前記船舶の周辺水域の水深を計測する水深計測手段をさらに含み、
前記表示制御手段は、前記水深計測手段によって計測された水深情報を前記地図表示手段に併せて表示させるものである、請求項7または8記載の着岸支援装置。
Further comprising a water depth measuring means for measuring the water depth of the surrounding water area of the ship,
The berthing assistance apparatus according to claim 7 or 8, wherein the display control means causes the water depth information measured by the water depth measurement means to be displayed together with the map display means.
船体と、
この船体上に搭載された請求項1ないし9のいずれかに記載の着岸支援装置とを含む、船舶。
The hull,
A marine vessel including the berthing assistance device according to any one of claims 1 to 9 mounted on the hull.
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