JP2014174039A - 移動体表示装置及び移動体表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示レンジが変更されても移動体の速度が把握し易い構成の移動体表示装置を提供する。
【解決手段】レーダ指示器(移動体表示装置)には、複数の表示レンジが設定可能である。また、レーダ指示器が表示する画面には、固定距離環61に加え、他の船舶(移動体)を示すAISシンボル63及びTTシンボル64が表示される。AISシンボル63等は、船舶の位置及び速度を示す。ここで、AISシンボル63等の速度ベクトルは、画面上における前記固定距離環61の間隔と、画面上における前記基準速度を示す速度ベクトルの長さと、が同じになるように速度ベクトルの画面上での長さが調整されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、主要には、船舶等の移動体の位置及び速度をグラフィカルに表示する移動体表示装置に関する。
従来から、船舶の分野では、他船の位置及び速度を取得する方法として、例えばAIS(Univeral Shipborne Automatic Identification System、船舶自動識別システム)やTT(Target Tracking、目標追尾)が知られている。AISは、船舶が位置情報や航行情報等を周囲に無線送信し、この送信された情報を受信することで、他船の位置及び速度等を取得するものである。TTは、過去のレーダ映像の推移に基づいて自船周囲に存在する物標の位置及び速度等を検出するものである。
特許文献1及び2は、AIS及びTT(ARPA)を利用して他船の位置及び速度等を表示する表示装置を開示する。この種の表示装置では、図7に示すように、船舶をAISシンボル93又はTTシンボル94を用いて表示する。AISシンボル93又はTTシンボル94の三角又は丸の図形は、船舶の位置を表す。また、AISシンボル93又はTTシンボル94の線分は、船舶の速度を示す速度ベクトルである。
特許第4965035号公報 特許第4925525号公報
ところで、この種の表示装置では、複数の表示レンジが予め設定されており、ユーザの指示等に応じて当該表示レンジが切り替えられる。例えば図7(a)では、表示レンジが6NM(nautical mile)であるため、自船から半径6NMの範囲が表示されている。
ここで、表示レンジを3倍(6NMから18NM)にした場合、縮尺が3分の1になるので、通常は速度ベクトルの長さも3分の1に調整される(図7(b)を参照)。つまり、表示レンジを大きくするに従って、画面に表示される速度ベクトルが短くなってしまう。従って、船舶が低速である場合又は表示レンジを大幅に大きくした場合は、速度ベクトルの長さが短くなり過ぎるので、船舶の速度が把握しにくくなる。この場合、速度ベクトルからその船の予測位置を知りたいのであれば問題ないが、速度ベクトルからその船の速度を知りたいときは、表示設定(ベクトル時間)を変更する必要が生じる。
一方、表示レンジを小さくした場合、それに伴って速度ベクトルが長くなる。この場合、高速の船舶の速度ベクトルが画面内に表示しきれない可能性がある。従って、この場合も速度ベクトルの表示設定を変更する必要が生じる。
このように、表示レンジを変更可能な表示装置において、船舶の速度ベクトルを表示する方法には、改善の余地が残されていた。なお、この課題は、船舶に限られず、移動体の位置及び速度を表示する移動体表示装置全般に係るものである。
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、表示レンジが変更されても移動体の速度が把握し易い構成の移動体表示装置を提供することにある。
課題を解決するための手段及び効果
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
本発明の第1の観点によれば、以下の構成の移動体表示装置が提供される。即ち、この移動体表示装置は、取得部と、記憶部と、入力部と、長さ調整部と、表示制御部と、を備える。前記取得部は、移動体の位置及び速度を取得する。前記記憶部は、複数の表示レンジと、前記表示レンジ毎の固定距離環の本数と、基準速度と、を記憶する。前記入力部は、前記表示レンジを指定する入力を受け付ける。前記長さ調整部は、前記入力部が受け付けた前記表示レンジに基づいて、画面上における前記固定距離環の間隔と、画面上における前記基準速度を示す速度ベクトルの長さと、が同じになるように速度ベクトルの画面上での長さを調整する。前記表示制御部は、前記取得部が取得した位置に応じて移動体を画面に表示するとともに、前記取得部が取得した速度及び前記長さ調整部が調整した長さに基づいて向き及び長さを設定した速度ベクトルを移動体の近傍に表示する。
これにより、ユーザは、固定距離環の間隔と速度ベクトルの長さを比較するだけで、移動体の速度を把握することができる。また、固定距離環を目盛りとして用いているので、画面の下端等に基準長さを表示する構成と比較して、画面を有効に活用することができる。
前記の移動体表示装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記入力部は、現在の表示レンジにおいて画面に表示する固定距離環の本数の指定を受付可能である。前記入力部が前記固定距離環の本数の指定を受け付けた場合、前記長さ調整部は、前記固定距離環の本数に基づいて、前記基準速度を示す速度ベクトルの長さを調整するとともに、調整された速度ベクトルの長さに基づいて、速度ベクトルを表示する。
これにより、固定距離環の本数を変更するだけで、自動的に速度ベクトルの基準の長さが調整されるので、ユーザの手間を軽減することができる。
前記の移動体表示装置においては、前記基準速度を画面に表示することが好ましい。
これにより、ユーザは、基準速度の具体的な値を容易に把握することができる。
前記の移動体表示装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記表示制御部は、移動体の速度ベクトルを表示する速度表示モードに加え、移動体の基準時間後の位置を表示する位置表示モードを有している。前記速度表示モード中に前記基準速度が表示される位置と、前記位置表示モード中に前記基準時間が表示される位置と、が同じである。
これにより、2つの表示モードで同じ領域を利用して基準値を表示することができるので、画面を有効に活用することができる。
前記の移動体表示装置においては、前記記憶部は、前記表示レンジ毎又は前記固定距離環の本数毎に異なる前記基準速度を記憶することが好ましい。
これにより、例えば固定距離環の本数が多い場合は間隔が小さくなるので、基準速度を小さくすることで、速度ベクトルを適切に表示することができる。
前記の移動体表示装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記移動体は船舶である。前記取得部は、レーダ装置が検出したエコー信号及び船舶自動識別システムを利用した信号のうち少なくとも何れかに基づいて、他船の位置及び速度を取得する。
これにより、海上は複数の船舶が様々な方向に向かって様々な速度で移動しているので、本願の効果を有効に発揮させることができる。また、レーダ装置及びAIS装置等を利用することで、他船の情報を容易に取得することができる。
本発明の第2の観点によれば、以下の移動体表示方法が提供される。即ち、この方法は、取得工程と、入力受付工程と、長さ調整工程と、表示工程と、を含む。前記取得工程では、移動体の位置及び速度を取得する。前記入力受付工程では、複数の表示レンジから1つの前記表示レンジを指定する入力を受け付ける。前記長さ調整工程では、前記入力受付工程で受け付けた前記表示レンジに基づいて、画面上における前記固定距離環の間隔と、画面上における基準速度を示す速度ベクトルの長さと、が同じになるように速度ベクトルの画面上での長さを調整する。前記表示工程では、前記取得工程で取得した位置に応じて移動体を画面に表示するとともに、前記取得工程で取得した速度及び前記長さ調整工程で調整した長さに基づいて向き及び長さを設定した速度ベクトルを移動体の近傍に表示する。
これにより、ユーザは、固定距離環の間隔と速度ベクトルの長さを比較するだけで、移動体の速度を把握することができる。また、固定距離環を目盛りとして用いているので、画面の下端等に基準長さを表示する構成と比較して、画面を有効に活用することができる。
本発明の一実施形態に係るレーダ装置のブロック図。 速度表示モードの画面の一例を示す図。 記憶部に記憶される情報の一例を示す図。 位置表示モードの画面の一例を示す図。 表示レンジを変更したときの画面を示す図。 固定距離環の本数を変更したときの画面を示す図。 従来の移動体表示装置に表示される画面を示す図。
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る船舶用レーダ装置1のブロック図である。
図1に示すように、本実施形態の船舶用レーダ装置1は、レーダアンテナ11と、レーダ指示器(移動体表示装置)12と、を備えている。
船舶用レーダ装置1は、パルスレーダ装置として構成されており、レーダアンテナ11は、指向性の強いパルス状電波の送信を行い、当該パルス状電波が物標に反射して戻ってきた反射波(エコー)を受信するように構成されている。また、レーダアンテナ11は、水平面内で回転しながら、電波の送受信を繰り返し行うように構成されている。以上の構成で、水平面内を、自船を中心として360°にわたってスキャンすることができる。
なお、このパルスレーダに代えて、CW(continuous wave)レーダやパルスドップラーレーダを用いても良い。また、レーダアンテナを回転させない構成のレーダ装置を用いても良い。例えば、全周方向にアンテナ素子を有する構成のレーダ装置や、前方等の特定の方向のみを探知するレーダ装置等は、レーダアンテナを回転させる必要がない。
レーダアンテナ11が受信した信号は、図略の受信回路でA/D変換等を行ってデジタルのデータに変換され、レーダ指示器12へ出力される。
レーダ指示器12は、スイープメモリ31と、TT情報算出部32と、取得部33と、制御部34と、表示部35と、入力部36と、記憶部37と、を備える。また、レーダ指示器12には、前記レーダアンテナ11の他に、GPS受信機21と、AIS受信機22と、が接続されている。
レーダアンテナ11が出力したデータは、スイープメモリ31へ出力される。スイープメモリ31は、レーダアンテナ11の1回転分のデータを記憶可能である。レーダアンテナ11の1回転分のデータは、自船を中心として水平面内を360°にわたってスキャンしたデータであるので、自船周辺の物標の様子を示すデータがスイープメモリ31に記憶されることになる。
TT情報算出部32は、TT機能を実現するためのものである。このTT(又はARPA)機能は公知であるので詳細な説明は省略するが、スイープメモリ31に記憶されたデータに基づいて物標の位置を自動的に検出・捕捉するとともに、時間推移に基づいて当該物標の移動を追尾することにより速度ベクトルを推定するものである。
また船舶用レーダ装置1には、AIS受信機22が接続されている。AIS受信機22は、他船に搭載されるAIS装置が出力するAIS信号を受信している。このAIS信号には、当該他船の位置、船速、及び針路等の情報が含まれている。AIS信号に含まれる他船の情報(AIS情報)は、地球基準の絶対的な情報である。
取得部33は、上記のようにして得られたAIS情報及びTT情報を取得して、制御部34へ出力する。
GPS受信機21は、GPS衛星が送信した測位信号を図略のアンテナから取得し、この測位信号に基づいて測位演算を行うことで、自船の位置を検出する。GPS受信機21は、検出した自船の位置を制御部34へ出力する。
制御部34は、船舶用レーダ装置1の各種機能を実現するためのプログラム等が記憶されるROMと、このプログラムを実行するCPUと、を主要な構成として備えている。具体的には、制御部34は、スイープメモリ31から取得したデータに基づいて、自船周囲の物標を示すレーダ映像を作成する。
また、制御部34は、長さ調整部41と、表示制御部42と、を備えている。長さ調整部41が行う処理については後述する。表示制御部42は、取得部33から取得した他船の位置等を示す情報を、レーダ映像に重畳して、表示部35に表示することができる。ここで、入力されるTT情報は自船に対する相対的な情報であり、入力されるAIS情報は絶対的な情報であるが、GPS受信機21から得られる自船の絶対位置に応じてTT情報及びAIS情報は適宜変換されるものとする。
表示部35は、液晶や有機EL等で構成されたディスプレイであり、制御部34が作成した映像を表示することができる。なお、表示部35に表示される映像の詳細については後述する。
入力部36は、キー、マウス、トラックボール、又はタッチパネル等で構成されており、ユーザの入力を受け付けることができる。入力部36は、受け付けた入力を電気信号に変換し、制御部34へ出力する。
記憶部37は、フラッシュメモリ等から構成されており、表示部35に表示する映像に関する各種情報を記憶する。
次に、制御部34が作成し、表示部35に表示される映像について説明する。図2は、表示部35に表示される画面の一例を示す図である。図2の画面には、自船マーク60と、固定距離環(レンジリング)61と、エコー62と、AISシンボル63と、TTシンボル64と、が表示されている。
自船マーク60は、自船の位置を示すマークである。自船マーク60の表示位置は任意であり、例えば図2に示すように画面の中央に表示されていても良いし、それ以外の場所に表示されていても良い。
固定距離環61は、基準位置(自船位置)を中心とし、当該基準位置から所定距離を示す環状の表示物である。固定距離環61は、等間隔で形成されている。固定距離環61は、径が任意に変更可能なVRM(可変距離環)とは異なり、表示する本数を変更しない限り径は変更されない。図2では、画面の左上に示すように、表示レンジが6NMであるので、自船マーク60から最外周の円までの距離が6NMである。また、自船マーク60と最外周の円との間に固定距離環61が等間隔で2本表示されているので、固定距離環61の間隔は、2NMである。
なお、表示レンジは、図3(a)に示すように記憶部37に複数記憶されており、表示レンジ毎に固定距離環61の本数も定められている。なお、固定距離環61の間隔(NM)は、記憶部37に記憶しても良いし、必要なタイミングで、表示レンジと固定距離環の本数とから算出しても良い。
エコー62は、スイープメモリ31に記憶されたデータに基づいて作成される。エコー62は、例えば他船、陸地、ブイ等を示す。
AISシンボル63は、上述のAIS受信機22が受信したAIS信号に基づいて作成されるマークである。AISシンボル63は、船舶の位置を示す三角状のマークと、船舶の速度を示す線分(速度ベクトル)と、から構成される。
TTシンボル64は、上述のTT情報算出部が算出したTT情報に基づいて作成されるマークである。TTシンボル64は、船舶(物標)の位置を示す円形のマークと、船舶(物標)の速度を示す線分(速度ベクトル)と、から構成される。
なお、本実施形態では、AISシンボル63及びTTシンボル64の線分について、基準速度(図2の画面の右下に示すように本例では10kn)の速度ベクトルの長さと、画面上における固定距離環61の間隔と、が一致するように定められている。従って、図2に示す船舶Aは、速度ベクトルの長さと、固定距離環61の間隔と、が略一致するので、船速が10kn程度であることが分かる。また、船舶Bは、速度ベクトルの長さが固定距離環61の間隔の半分程度なので、船速が5kn程度であることが分かる。
また、本実施形態では、上記のように船速を表示する速度表示モードに加え、図4に示すように、船舶の将来の位置を表示する位置表示モードも有している。位置表示モードでは、AISシンボル63及びTTシンボル64の線分の先端は、基準時間(図4の画面の右下に示すように本例では6分)後の船舶の位置を示す。なお、船舶の基準時間後の位置は、船舶の現在の位置及び速度に基づいて算出される。
ここで、速度表示モードで基準速度を表示する箇所と、位置表示モードで基準時間を表示する箇所と、は同一なので画面の表示領域を有効に活用できる。また、ユーザは、画面の右下を見ることで、現在が速度表示モードか位置表示モードかを簡単に把握することができる。
次に、速度表示モードにおいて、上述のように、基準速度の速度ベクトルの長さと固定距離環61の間隔とが一致するように速度ベクトルの長さを調整する方法について説明する。なお、この処理は、制御部34の長さ調整部41によって行われる。速度ベクトルの長さを調整する方法は任意であるが、その具体的な方法を以下で2つ説明する。
1つ目の方法は、位置表示モードにおける基準時間の概念を利用する方法である。つまり、所定の基準時間を設定してAISシンボル63及びTTシンボル64の線分を描くことで、速度ベクトルの長さが上記の関係を有するようにすることができる。この所定の基準時間は、次段落の式により求められる。
基準時間(min)=60×固定距離環の間隔(NM)/基準速度(kn)
例えば図2に示す例では、基準時間は、60×2/10=12(min)となる。従って、基準時間を12分としたときと同様にAISシンボル63又はTTシンボル64の線分の長さを定めることで、基準速度の速度ベクトルの長さと固定距離環61の間隔とを一致させることができる。
2つ目の方法は、画面上での固定距離環61の間隔を利用する方法である。具体的には、長さ調整部41は、固定距離環61の本数と画面の解像度等に基づいて、画面上における固定距離環の間隔(例えばpixel単位)を計算する。そして、船舶毎に次段落の演算を行って、速度ベクトルの長さを算出する。
船舶Xの速度ベクトルの長さ(pixel)=固定距離環の間隔(pixel)×船舶Xの速度(kn)/基準速度(kn)
そして、算出した長さで速度ベクトルの長さを描くことで、基準速度の速度ベクトルの長さと固定距離環61の間隔とを一致させることができる。
次に、表示レンジを変更した場合について説明する。本実施形態では、図3(a)に示すように、複数の表示レンジが記憶されている。そして、ユーザが入力部36を適宜操作して新たな表示レンジが指定された場合、新たな表示レンジで映像が描画される。
このとき、制御部34の長さ調整部41は、上記の演算を行い、画面上におけるAISシンボル63及びTTシンボル64の速度ベクトルの長さを求め直す。そして、表示制御部42は、新たに求めた長さでAISシンボル63及びTTシンボル64を描画し直す。
ここで、図5には、図2の状態から表示レンジを3倍(6NMから18NM)としたときの画面が示されている。ここで、図3(a)に示すように表示レンジが18NMのときは、固定距離環61の本数が2本であるため、固定距離環61の本数は変化しない。従って、この場合は、エコー62の大きさは小さくなるが、AISシンボル63及びTTシンボル64の速度ベクトルの画面上における長さは変化しない。
従って、図7で示した従来の表示方法と比較した場合、本実施形態の表示方法の方が明らかに船舶の速度が把握し易いことが分かる。なお、仮に固定距離環61の本数が2本から4本に変化した場合であっても、速度ベクトルの長さは半分弱になるだけなので、船舶の速度の見易さを維持できる。
次に、表示レンジを変更せずに固定距離環61の本数を変更した場合について説明する。本実施形態では、ユーザが入力部36を適宜操作することで、表示レンジをそのままで固定距離環61の本数を変更することができる。
このとき、制御部34の長さ調整部41は、上記の演算を行い、AISシンボル63及びTTシンボル64の速度ベクトルの長さを求め直す。そして、そして、表示制御部42は、新たに求めた長さでAISシンボル63及びTTシンボル64を描画し直す。
ここで、図6には、図2の状態から表示レンジを変更せずに固定距離環61の本数を2本から3本へと変更したときの画面が示されている。この場合、固定距離環61の間隔は、3/4となるため、それに伴って速度ベクトルの長さも3/4となる。
以上に説明したように、本実施形態のレーダ指示器12は、取得部33と、記憶部37と、入力部36と、長さ調整部41と、表示制御部42と、を備える。取得部33は、船舶の位置及び速度を取得する。記憶部37は、複数の表示レンジと、表示レンジ毎の固定距離環61の本数と、基準速度と、を記憶する。入力部36は、表示レンジを指定する入力を受け付ける。長さ調整部41は、入力部36が受け付けた表示レンジに基づいて、画面上における固定距離環61の間隔と、画面上における基準速度を示す速度ベクトルの長さと、が同じになるように速度ベクトルの画面上での長さを調整する。表示制御部42は、取得部33が取得した位置に応じて船舶を画面に表示するとともに、取得部33が取得した速度及び長さ調整部41が調整した長さに基づいて向き及び長さを設定した速度ベクトルを移動体の近傍に表示する。
これにより、ユーザは、固定距離環61の間隔と速度ベクトルの長さを比較するだけで、船舶の速度を把握することができる。また、固定距離環61を目盛りとして用いているので、画面の下端等に基準長さを表示する構成と比較して、画面を有効に活用することができる。
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
上記実施形態では、基準速度が一定である例を説明したが、基準速度はユーザによって任意のタイミング(初期設定時及び利用時等)で変更可能であっても良い。また、図3(b)に示すように、表示レンジ毎又は固定距離環61の本数毎に基準速度が設定可能であっても良い。これにより、例えば固定距離環61の本数が多い場合は間隔が小さくなるので、基準速度を小さくすることで、速度ベクトルの長さがあまり変化しない構成にすることができる。
上記実施形態では、AISシンボル63及びTTシンボル64の速度ベクトル(線分)の長さに本発明を適用したが、他のシンボルにも本発明を適用できる。
上記実施形態では、レーダ指示器(移動体表示装置)12を構成する各部は、1つの筐体内に配置されているが、少なくとも1つ(例えば記憶部37)が物理的に離れた位置に配置されていても良い。
本発明は、船舶用レーダ装置に限られず、灯台等に設置され、移動体の位置等を監視するレーダ装置であっても良い。また、レーダ装置以外にも、固定距離環及び移動体を表示する装置(例えばスキャニングソナー)にも適用可能である。また、レーダセンサや魚群探知機等のセンサと接続され、様々な情報を表示可能な情報表示装置にも適用可能である。
本発明の移動体表示装置が搭載される移動体は船舶に限られず、例えば、航空機、自動車等に搭載される構成であっても良い。
1 船舶用レーダ装置
11 レーダアンテナ
12 レーダ指示器(移動体表示装置)
21 GPS受信機
22 AIS受信機
31 スイープメモリ
32 TT情報算出部
33 取得部
34 制御部
35 表示部
36 入力部
37 記憶部
41 長さ調整部
42 表示制御部

Claims (7)

  1. 移動体の位置及び速度を取得する取得部と、
    複数の表示レンジと、前記表示レンジ毎の固定距離環の本数と、基準速度と、を記憶する記憶部と、
    前記表示レンジを指定する入力を受け付ける入力部と、
    前記入力部が受け付けた前記表示レンジに基づいて、画面上における前記固定距離環の間隔と、画面上における前記基準速度を示す速度ベクトルの長さと、が同じになるように速度ベクトルの画面上での長さを調整する長さ調整部と、
    前記取得部が取得した位置に応じて移動体を画面に表示するとともに、前記取得部が取得した速度及び前記長さ調整部が調整した長さに基づいて向き及び長さを設定した速度ベクトルを移動体の近傍に表示する表示制御部と、
    を備えることを特徴とする移動体表示装置。
  2. 請求項1に記載の移動体表示装置であって、
    前記入力部は、現在の表示レンジにおいて画面に表示する固定距離環の本数の指定を受付可能であり、
    前記入力部が前記固定距離環の本数の指定を受け付けた場合、
    前記長さ調整部は、前記固定距離環の本数に基づいて、前記基準速度を示す速度ベクトルの長さを調整し、
    前記表示制御部は、調整された速度ベクトルの長さに基づいて、速度ベクトルを表示することを特徴とする移動体表示装置。
  3. 請求項1又は2に記載の移動体表示装置であって、
    前記基準速度を画面に表示することを特徴とする移動体表示装置。
  4. 請求項3に記載の移動体表示装置であって、
    前記表示制御部は、移動体の速度ベクトルを表示する速度表示モードに加え、移動体の基準時間後の位置を表示する位置表示モードを有しており、
    前記速度表示モード中に前記基準速度が表示される位置と、前記位置表示モード中に前記基準時間が表示される位置と、が同じであることを特徴とする移動体表示装置。
  5. 請求項1から4までの何れか一項に記載の移動体表示装置であって、
    前記記憶部は、前記表示レンジ毎又は前記固定距離環の本数毎に異なる前記基準速度を記憶することを特徴とする移動体表示装置。
  6. 請求項1から5までの何れか一項に記載の移動体表示装置であって、
    前記移動体は船舶であり、
    前記取得部は、レーダ装置が検出したエコー信号及び船舶自動識別システムを利用した信号のうち少なくとも何れかに基づいて、他船の位置及び速度を取得することを特徴とする移動体表示装置。
  7. 移動体の位置及び速度を取得する取得工程と、
    複数の表示レンジから1つの前記表示レンジを指定する入力を受け付ける入力受付工程と、
    前記入力受付工程で受け付けた前記表示レンジに基づいて、画面上における固定距離環の間隔と、画面上における基準速度を示す速度ベクトルの長さと、が同じになるように速度ベクトルの画面上での長さを調整する長さ調整工程と、
    前記取得工程で取得した位置に応じて移動体を画面に表示するとともに、前記取得工程で取得した速度及び前記長さ調整工程で調整した長さに基づいて向き及び長さを設定した速度ベクトルを移動体の近傍に表示する表示工程と、
    を含むことを特徴とする移動体表示方法。
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