JP2016099198A - 航走支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】航走体が浅海域を航走することを支援できる航走支援装置を実現する。【解決手段】少なくとも航走体が航走する浅海域の水際における海底面の高さ方向のデータを含む地図データ、少なくとも航走体が航走する時刻の潮汐に関する潮汐データ、並びに少なくとも航走体の喫水に関する航走体データを記憶するデータ記憶装置２０と、地図データと潮汐データとに基づいて、航走体が航走する時刻の水際における水面と海底面との距離を補正した補正地図データを設定する補正地図データ設定部１１と、補正地図データと航走体データとに基づいて、航走体が航走可能な航走可能エリアを、航走体が航走困難な航走困難エリアと区別して設定する航走可能エリア設定部１２と、少なくとも航走可能エリアを、補正地図データが示す浅海域の地図とともに表示する表示装置５０とを備えるものである。【選択図】図１

Description

本発明は、航走支援装置に関するものである。特に浅海を航行する航走体のナビゲーションを行う航走支援装置に係るものである。

たとえば、陸上を走行する車両等に対しては、衛星測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System ）等で測位した車両の位置に基づいて、目的地までのナビゲーションを行うナビゲーションシステムが実用化されている。また、海上を航行する船舶についても、海図等に基づいて、船舶が目的地に到着するまでの航行できるように、船舶用のナビゲーションシステムが実用化されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平１０−０６２２０２号公報

以上のように、陸上、海上を問わず、走行、航行を支援するシステムが存在していることから、岸、浜等のような浅海域の水際を航走する航走体（たとえばボート、ヨット等）に対してもナビゲーションを行うことができる支援装置の実現が望まれている。

ここで、航走体は水上に浮かんで航走するが、航走する際には、障害物（礁、石、消波ブロック、急激な水底の隆起等）が水上に露出していなくても、航走体の水面下の部分が水底に接触して航走不可能とならない場所を避けて航走する必要がある。たとえば水底走行機構を持った水陸両用車等の航走体では、水面下の部分が水底と接触しても、水底走行機構により航走することが可能である。しかし、浅海域航走体の障害物乗り越え能力を超える水底の障害物（礁、石、消波ブロック、急激な水底の隆起等）については、避けて航走しなければならない。したがって、たとえば水際における水底部または乗り越え不可能な障害物と水面高さとの関係によって、航走体が航走可能（または航走困難）なエリアが定まることになる。

浅海域においては、たとえば水面高さは、潮汐の影響を受けて、時間により変化する。このため、航走可能（または航走困難）エリアも時間により変化することになる。したがって、たとえば満潮時には航走可能な場所が干潮時には航行不可能となることが多々ある。

そこで、本発明は上記のような課題を解決し、航走体が浅海域を航走することを支援できる航走支援装置を実現することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る航走支援装置は、少なくとも航走体が航走する浅海域の、水際における海底面の高さ方向のデータを含む地図データ、少なくとも航走体が航走する時刻の潮汐に関する潮汐データ、並びに少なくとも航走体の喫水に関する航走体データを記憶する記憶装置と、地図データと潮汐データとに基づいて、航走体が航走する時刻の水際における水面と海底面との距離を補正した補正地図データを設定する補正地図データ設定部と、補正地図データと航走体データとに基づいて、航走体が航走可能な航走可能エリアを、航走体が航走困難な航走困難エリアと区別して設定する航走可能エリア設定部と、少なくとも航走可能エリアを、補正地図データが示す浅海域の地図とともに表示する表示装置とを備えるものである。

本発明に係る航走支援装置によれば、補正地図データ設定部が、地図データと潮汐データとに基づいて補正地図データを設定し、また、航走可能エリア設定部が航走可能エリアを設定し、表示装置が航走可能エリアを補正地図データが示す地図とともに表示するようにしたので、航走体の浅海域における航走を支援する装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る航走支援装置１００の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る地図データに係る説明を行うための図である。 航走支援装置１００のデータ処理装置１０が行う処理の流れを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置５０に表示される画面の一例を示す図である。

以下、発明の実施の形態に係る航走支援装置について図面等を参照しながら説明する。ここで、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表されている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る航走支援装置１００の構成を示す図である。本実施の形態における航走支援装置１００は、浅海域を航走する航走体について、たとえば航走体の運航（運転）を行う人、制御する人等（以下、運航者という）に、浅海域における航走可能エリアと航行困難エリアとを区別して表示する、航走経路を示す等のナビゲーションを行う装置である。航走支援装置１００の設置位置は特に限定しない。たとえば航走体に搭載してもよい。また、無人の航走体を遠隔操作できる位置に備える等してもよい。本実施の形態の航走支援装置１００は、データ処理装置１０、データ記憶装置２０、入力装置３０、センサ装置４０および表示装置５０を有している。

データ処理装置１０は、航走体をナビゲーションするための処理を行う。データ処理装置１０は、補正地図データ設定部１１、航走可能エリア設定部１２、航走経路設定部１３を有している。補正地図データ設定部１１は、航走体が航走する航走エリアの地図データを航走時刻に基づいて、海底面と水面との距離（水面高さ）を補正した補正地図データを設定する。航走可能エリア設定部１２は、水面高さを補正した地図データと航走体データとから、航走可能エリア（航走困難エリア）を設定する。航走経路設定部１３は、航走可能エリア設定部１２が設定した航走可能エリアに基づいて、航走体の航走する経路または航走を予定する経路（航走予定経路）を設定する。また、特に限定するものではないが、航走経路等の通過時刻を設定する。

図２は本発明の実施の形態１に係る地図データに係る説明を行うための図である。データ記憶装置２０は、地図データ記憶部２１、潮汐データ記憶部２２、航走体データ記憶部２３を有している。地図データ記憶部２１は、少なくとも航走体が航走する浅海域の地図（海図等も含む）に関する地図データを記憶する。車両等で用いられるナビゲーション装置に通常用いられる地図データは二次元（平面）で与えられるデータである。本実施の形態の地図データに関しては、あらかじめ測定等により得られるものとする。また、基準となる水面高さを基にした水深、標高等、浅海域の水際の海底面における海底面の高さ方向の地形に関するデータを含む地図データ、高さ方向に関するデータも地図データに含まれている。たとえば図２に示すように、水深を海図から得る場合、水深の基準は、その場所の最大干潮時の最低水面となる。

潮汐データ記憶部２２は潮汐データを記憶する。潮汐データとは潮の満ち引きに関するデータである。本実施の形態では、少なくとも航走体が航走する浅海域における、潮の満ち引きによる基準の水面に対する水面高さと日時（時刻）との関係等を示すデータが潮汐データとなる。潮汐データについては、たとえば気象庁、海上保安庁等から公に発信されているデータ等を用いることができる。また、満ち引きに係る演算を行って算出したデータを、潮汐データとして用いることができる。航走体データ記憶部２３は、航走体の寸法（喫水等を含む）、航走体の能力等に関するデータである航走体データを記憶する。本実施の形態では、少なくとも喫水（航走体が水面下にどの程度沈んでいるか）に関するデータを有しているものとする。また、航走体が水陸両用車である場合には、障害物の乗り越え能力を航走体データとしてもよい。

入力装置３０は、航走予定時刻入力部３１および航走エリア入力部３２を有している。入力装置３０は、たとえば運航者が、航走支援装置１００が行う処理に関する条件等を入力するための装置である。入力装置３０は、入力された条件等を含む信号をデータ処理装置１０に送る。航走予定時刻入力部３１には、航走体の航走予定時刻（時間帯）に関するデータが入力される。また、航走エリア入力部３２は、航走体が航走を予定している浅海域に関するデータが入力される。ここでは運航者が入力装置３０を介して航走予定時刻および航走エリアを入力するものとしているが、たとえば航走支援装置１００が計時装置等を有して航走時刻を特定することができる、また、衛星測位システム（ＧＰＳ）等を用いて航走体の位置を特定することによって航走エリアを特定できる等であれば、航走予定時刻入力部３１、航走エリア入力部３２を有していなくてもよい。

センサ装置４０は、たとえば、物理量、航走体の位置、速度、前方障害物等の検出を行う各種センサを有する装置である。本実施の形態では、位置検出部４１、速度検出部４２および水深検出部４３を有している。位置検出部４１は、たとえば、衛星測位システム（ＧＰＳ）を用い、衛星から送られる電波を受信し、航走体の位置（たとえば緯度、経度等）を検出する。また、速度検出部４２は、航走体の速度を検出する。そして、水深検出部４３は、設置位置における水深を検出する。検出した水深は検出時刻と関連付けられる。ここで、水深検出部４３は、たとえば航走体に設置してもよいし、航走体以外の浅海域の水面等に設置してもよい。前方障害物検出部４４は、航走体前方の障害物（礁、石、消波ブロック、急激な水底の隆起等）を検出する。ここで、前方障害物検出部４４は、たとえば航走体に設置してもよいし、航走体前方の航走予定コース水面等に設置してもよい。

また、表示装置５０は、データ処理装置１０から送られる信号に基づいて画面表示を行う。たとえば、航走体が航走する周囲の地図とともに、航行可能エリアと航行困難エリアを色分け等して区別して表示する。そして、航走体の航走経路を表示する。

図３は航走支援装置１００のデータ処理装置１０が行う処理の流れを示す図である。次に航走支援装置１００のデータ処理装置１０が行う処理について説明する。たとえば運航者が航走予定時刻入力部３１を介して航走予定時刻を指示し、航走エリア入力部３２を介して航走エリアを指示する。補正地図データ設定部１１は、航走エリア入力部３２から送られた航走エリアのデータに基づいて航走体が航走する浅海域の地図データを地図データ記憶部２１から検索する。また、航走エリアのデータおよび航走予定時刻入力部３１から送られた航走予定時刻のデータに基づいて、航走エリアに対応する潮汐データを潮汐データ記憶部２２から検索する（Ｓ１）。そして、検索して得られた地図データおよび潮汐データに基づいて、水底からの水面高さ（水底と水面との間の距離）を補正した補正地図データを設定する（Ｓ２）。

航走可能エリア設定部１２は、補正地図データと航走体データ記憶部２３が有する航走体データとから、航走可能エリア（航走困難エリア）を設定する（Ｓ３）。たとえば補正地図データ中の水底と水面との間の距離のデータと航走体の喫水に関するデータとを比較し、水底と水面との間の距離の方が喫水より長い部分を航走可能エリアとする。特に規定するものではないが、マージンを設けるようにしてもよい。

航走経路設定部１３は、航走可能エリア設定部１２が設定した航走可能エリアに基づいて航走体の航走経路（航走予定経路）および各経路の通過時刻を設定する。航走経路は、たとえば目的地を入力し、航走開始位置、時刻等を手動又は自動で入力することにより、手動又は自動で設定する。なお、航走経路の設定は複数設けてもよい（Ｓ４）。

図４は本発明の実施の形態１に係る表示装置５０に表示される画面の一例を示す図である。図４（ａ）は浅海域を満潮時に航走する際の表示例である。また、図４（ｂ）は浅海域を干潮時に航走する際の表示例である。そして、補正地図データ設定部１１、航走可能エリア設定部１２および航走経路設定部１３がそれぞれ設定した補正地図データ、航走可能エリア（航走困難エリア）並びに航走経路および各経路の通過時刻を重ねて表示する信号をデータ処理装置１０が送って表示装置５０に表示させる（Ｓ５）。

そして、航走経路設定部１３は、位置検出部４１および速度検出部４２が検出した航走体の位置および速度が変更されたかどうかを判断する（Ｓ６）。航走体の位置および速度が変更されたものと判断すると、設定した航走体の航走経路および各経路の通過時刻を補正し、再度の設定を行う。ここでは、航走経路設定部１３が、航走経路および通過時刻の設定を補正するようにしたが、航走可能エリア設定部１２が、航走体の位置および速度に基づいて、航走可能エリアを再設定する処理を行うようにしてもよい。

以上のように、実施の形態１の航走支援装置１００によれば、データ処理装置１０の補正地図データ設定部１１が、地図データと潮汐データに基づいて水面高さを補正した補正地図データを設定し、航走可能エリア設定部１２が航走可能エリアを設定し、表示装置５０に表示するようにしたので、航走体の浅海域における航走を支援する装置を得ることができる。また、航走経路設定部１３が航走経路および各経路の通過時刻を設定し、表示装置５０に表示するようにしたので、航走体のナビゲーションを行うことができる。

実施の形態２．
上述の実施の形態１では特に示さなかったが、航走支援装置１００のセンサ装置４０は水深検出部４３を有している。そこで、水深検出部４３が検出した水深データにより、補正地図データの水深を補正するようにしてもよい。たとえば、水深検出部４３が検出した水深と補正地図データの水深とを比較し、その差を補正地図データの水深に加減することで補正するようにしてもよい。また、水深検出部４３が短い時間で水深を検出することにより、波等による水深の短周期変動がわかる。この短周期変動分を補正地図データの水深に加味する補正を行うようにしてもよい。また、航走中に前方障害物検出部４４が、航走困難な障害物を検出した場合、航走可能エリアを補正してもよい。

実施の形態３．
上述の実施の形態では、データ記憶装置２０において、地図データ記憶部２１および潮汐データ記憶部２２が、長期的なデータの記憶を行うことを前提として記載したが、これに限定するものではない。たとえば、電気通信回線（図示せず）を介して入力された、航走体が航走する浅海域の地図データおよび航走する時刻の潮汐データを一時的に記憶する記憶装置であってもよい。

１０ データ処理装置
１１ 補正地図データ設定部
１２ 航走可能エリア設定部
１３ 航走経路設定部
２０ データ記憶装置
２１ 地図データ記憶部
２２ 潮汐データ記憶部
２３ 航走体データ記憶部
３０ 入力装置
３１ 航走予定時刻入力部
３２ 航走エリア入力部
４０ センサ装置
４１ 位置検出部
４２ 速度検出部
４３ 水深検出部
４４ 前方障害物検出部
５０ 表示装置
１００ 航走支援装置

Claims (4)

1. 少なくとも航走体が航走する浅海域の、水際における海底面の高さ方向のデータを含む地図データ、少なくとも前記航走体が航走する時刻の潮汐に関する潮汐データ、並びに少なくとも前記航走体の喫水に関する航走体データを記憶する記憶装置と、
   前記地図データと前記潮汐データとに基づいて、前記航走体が航走する時刻の水際における水面と海底面との距離を補正した補正地図データを設定する補正地図データ設定部と、
   前記補正地図データと前記航走体データとに基づいて、前記航走体が航走可能な航走可能エリアを、前記航走体が航走困難な航走困難エリアと区別して設定する航走可能エリア設定部と、
   少なくとも航走可能エリアを、前記補正地図データが示す前記浅海域の地図とともに表示する表示装置と
   を備えることを特徴とする航走支援装置。
2. 前記航走体が航走する前記浅海域の水深を検出する水深検出部をさらに備え、
   前記補正地図データ設定部は、前記水深検出部の検出に係る水深に基づき、波による水面の短周期変動を含めて、前記水面と海底面との距離を補正することを特徴とする請求項１に記載の航走支援装置。
3. 前記航走体の位置を測定検出する位置測定部と、
   前記航走体の位置および前記航走可能エリアに基づいて、航走経路または航走予定経路を設定する航走経路設定部とをさらに備え、
   前記表示装置は、前記航走経路または前記航走予定経路を表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の航走支援装置。
4. 前記航走経路設定部は、さらに前記航走体の前記航走経路または前記航走予定経路の通過時刻を設定することを特徴とする請求項３に記載の航走支援装置。

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