以下、添付図面に即してこの発明の実施形態に係る操船アシストシステムとその操船アシスト装置およびサーバを実施するための形態について説明する。
図1はこの発明の実施形態に係る操船アシストシステムを実施する小型船舶の例を斜め後方から見た外観斜視図、図2は図1の小型船舶に搭載される船外機の(部分断面)拡大側面図、図3はその船外機の要部説明図である。
図1において符号1はいわゆるモーターボートと呼ばれる小型船舶を示す。尚、この明細書で「小型船舶」は、具体的には総トン数20トン未満の船舶を意味する。
図1に示す小型船舶(以下「船舶」と略称する)1は2基の船外機10を船体12(あるいは船舶1)の船尾12aに搭載してなる、いわゆる2基(偶数基)掛けの船舶である。図1では、進行方向左側(左舷側)の船外機を「第1船外機10A」として添え字Aを付し、進行方向右側(右舷側)の船外機を「第2船外機10B」として添え字Bを付して括弧内に示す。しかし、第1船外機10Aと第2船外機10Bは同一構造の船外機であるため、以下、添え字A,Bの付記を省略し、いずれも船外機10として説明する。
船外機10は、図1と図2に示すように、スイベルケース14とチルティングシャフト16によってスターンブラケット18を介して船体12の船尾12aに取り付けられる。尚、船体12(あるいは船舶1)の船首を符号12bで示す。
船外機10はマウントフレーム20とスイベルシャフト22を備え、スイベルシャフト22がスイベルケース14の内部に鉛直軸回りに回転自在に収容されることで、船外機10は船体12に対して鉛直軸回りに回転自在に構成される。マウントフレーム20は、その上端と下端が船外機10の本体を構成するフレーム(図示せず)に固定される。
スイベルケース14の付近には、スイベルシャフト22を駆動する操舵用電動モータ24と、船外機10の船体12に対するチルト角およびトリム角を調節するパワーチルトトリムユニット26が配置される。操舵用電動モータ24の出力軸は減速ギヤ機構28を介してマウントフレーム20の上端に接続される。即ち、操舵用電動モータ24の回転出力が減速ギヤ機構28を介してマウントフレーム20に伝達され、よって船外機10はスイベルシャフト22を操舵軸として左右に鉛直軸回りに操舵自在に構成される。その操舵により、船舶1(船体12)の進行方向が右旋回または左旋回する。
パワーチルトトリムユニット26は、チルト角調整用の油圧シリンダ26aとトリム角(船体12の幅方向の水平軸であるピッチ軸(x軸)回りの船外機10の回転角)調整用の油圧シリンダ(トリムアクチュエータ)26bを一体的に備えている。そして、油圧シリンダ26a,26bに作動油を供給(あるいはそれから排出)して伸縮させることによって、スイベルケース14がチルティングシャフト16を回転軸として鉛直軸に直交する水平軸(ピッチ軸)回りに回転される。それによって、船外機10はチルトアップ・ダウンあるいはトリムアップ・ダウン自在に構成される。
船外機10の上部には、エンジン(内燃機関)30が内蔵(搭載)される。エンジン30は火花点火式の水冷ガソリンエンジンからなる。エンジン30は水面上に位置し、エンジンカバー32によって覆われる。
エンジン30の吸気管34には、スロットルボディ36が接続される。スロットルボディ36はその内部にスロットルバルブ38を備えると共に、スロットルバルブ38を開閉するスロットル用電動モータ(スロットルアクチュエータ)40が一体的に取り付けられる。
スロットル用電動モータ40の出力軸はスロットルボディ36に隣接して配置された減速ギヤ機構(図示せず)を介してスロットルバルブ38に接続され、スロットル用電動モータ40を動作させることでスロットルバルブ38が開閉され、エンジン30の吸気量が調量されてエンジン回転数が調節される。
船外機10は、鉛直軸と平行に配置されて回転自在に支持されるドライブシャフト(バーチカルシャフト)42と、エンジン30とドライブシャフト42の間に介挿されるトルクコンバータ44と、ドライブシャフト42に取り付けられて作動油を吐出する油圧ポンプ46と、作動油を貯留するリザーバ50を備える。
油圧ポンプ46はエンジン30で駆動され、リザーバ50から作動油を汲み上げ、エンジン30の潤滑部と、パワーチルトトリムユニット26の油圧シリンダ26a,26bと、トルクコンバータ44のロックアップ機構44aなどに作動油を供給する。
船外機10内には、エンジン30によって回転されるドライブシャフト42の下端部に、ベベルギヤ機構を含むシフト機構54を介して回転されるプロペラシャフト56が、船体12の進行方向に対して略平行になるように、水平軸回りに回転自在に支持されている。ドライブシャフト42の上端には、エンジン30のクランクシャフト52がトルクコンバータ44を介して接続される。プロペラシャフト56は、パワーチルトトリムユニット26の初期状態において、その軸線56aが船体12の進行方向に対して略平行となるように配置される。そのプロペラシャフト56の一端に、プロペラ60が取り付けられている。
シフト機構54は、ドライブシャフト42に接続されて回転させられる前進ベベルギヤ54aと後進ベベルギヤ54b、プロペラシャフト56を前進ベベルギヤ54aと後進ベベルギヤ54bのいずれかに係合自在とするクラッチ54cなどからなる。
エンジンカバー32の内部にはシフト機構54を駆動するシフト用電動モータ62が配置され、その出力軸は、減速ギヤ機構(図示せず)を介してシフト機構54のシフトロッド54dの上端に接続自在とされる。シフト用電動モータ62を駆動することにより、シフトロッド54dとシフトスライダ54eが適宜に変位され、それによってクラッチ54cを動作させて、シフトポジションがフォワード、リバースおよびニュートラルの間で切り替えられる。
シフトポジションがフォワードあるいはリバースのとき、ドライブシャフト42の回転はシフト機構54を介してプロペラシャフト56に伝達され、よってプロペラ60は回転させられ、船体12を前進あるいは後進させる方向の推力を生じる。シフトポジションがフォワードの時の船体12の進行方向は、図2に矢示Fで示す方向である。尚、船外機10はエンジン30に取り付けられたバッテリなどの電源部(図示せず)を備え、各電動モータ24,40,62の通電回路(図示せず)に動作電源が供給される。
ここで、センサ関係について図3を参照して説明すると、図2のスロットルバルブ38の付近にはスロットル開度センサ66が配置され、スロットルバルブ38の開度(スロットル開度)を示す出力を生じる。図2のシフトロッド54dの付近にはシフト位置センサ68が配置されてシフトポジション(ニュートラル、フォワードおよびリバース)に応じた信号を出力すると共に、ニュートラルスイッチ70も配置されて、シフトポジションがニュートラルであるときにオン信号を、フォワードあるいはリバースであるときにオフ信号を出力する。
図2のエンジン30のクランクシャフト52付近にはクランク角センサ74が取り付けられており、所定のクランク角度ごとにエンジン回転数に応じたパルス信号を出力する。この信号が後述するECU84に入力され、エンジン回転数が計測される。
また、ドライブシャフト42の付近にはドライブシャフト回転数センサ76が取り付けられ、ドライブシャフト42の回転数に応じた信号を出力する。スイベルケース14の付近にはトリム角センサ(回転角センサ)78が配置され、船外機10のトリム角に応じた出力を生じる。
上記した各センサやスイッチの出力は、船外機10に搭載された電子制御ユニット(Electronic Control Unit:以下「ECU」という)84に入力される。ECU84はCPUやROM、RAMなどを備えたマイクロ・コンピュータからなり、船外機10のエンジンカバー32の内部に配置(搭載)され、船外機10の動作を統括制御する。
図1に示す如く、船体12の操縦席90の付近には、操船者によって回転操作自在なステアリングホイール92が配置される。ステアリングホイール92のシャフト(図示せず)には操舵角センサ94が取り付けられ、操船者によって回転操作されるステアリングホイール92の操舵角に応じた信号を出力する。
操縦席90のダッシュボード96には、操船者による操作自在に配置されるシフト・スロットルレバー98が設けられる。シフト・スロットルレバー98は、初期位置から前後方向に揺動操作自在とされ、操船者からのシフトチェンジ指示とエンジン回転数の調節指示を入力する。シフト・スロットルレバー98の付近にはレバー位置センサ100が取り付けられ、操船者によって操作されたシフト・スロットルレバー98の位置に応じた信号を出力する。
操縦席90付近には操船者に手動操作自在に設けられると共に、船外機10のチルト角およびトリム角の調整指示を入力するパワーチルトトリムスイッチ102が配置され、操船者によって入力された船外機10のチルトアップ・ダウンおよびトリムアップ・ダウンの指示に応じた信号を出力する。
これら操舵角センサ94、レバー位置センサ100およびパワーチルトトリムスイッチ102の出力もECU84に入力される。ECU84は、上記したセンサやスイッチの出力に基づいて各電動モータの動作を制御する。それにより、ステアリングホイール92の操舵角に応じて、スイベルシャフト22を操舵軸として船外機10を鉛直軸回りに回動させて操舵する。また、パワーチルトトリムスイッチ102の出力に応じて、パワーチルトトリムユニット26を作動させてトリム角を調整する。
上記した船外機10の説明は第1船外機10Aについてのものであるが、第2船外機10Bについても妥当する。第1船外機10AのECU84と第2船外機10BのECU84は有線(図1に一点鎖線で示す)で接続され、相互に通信自在に構成される。
操縦席90付近のダッシュボード96にはさらに、航行速度などを表示する計器類とコンパスなどの航海用機器104が配置される。また、この発明による操船アシスト装置を構成する装置本体部202とディスプレイ204およびインジケータ206等が配置される。操船アシスト装置の詳細については後述する。
図4はこの発明の実施形態に係る操船アシストシステムを説明するための概念図である。
図4に示す実施形態は、主としてボートタクシーやレンタルボートなどを想定しており、海上の所定海域2内で自船を含む複数の船舶1が自由に航行する。その各船舶1は、この例では図1〜図3によって説明した小型船舶であるが、船外機10が2基掛けの船舶に限るものではなく、1基掛けや3基掛けなどでもよい。その他の構成も前述のものに限らない。また、複数の船舶1がすべて同じ構造である必要もない。小型の漁船などでもよい。
その複数の船舶1には、いずれもこの発明を実施するための操船アシスト装置200を搭載する。そして、その各船舶1の操船アシスト装置200と、陸上4に設けられた基地局300を介して通信可能なクラウド(インターネット)400上のサーバ500とによって、操船アシストシステムを構成している。
各操船アシスト装置200とサーバ500との通信は、3G回線等の無線通信回線網を使用する。3G回線は、第3世代の携帯電話システムやスマートフォン等のデータ通信に適した通信回線網である。より高速通信が可能な3.5G回線や3.9G回線を使用してもよい。その他の通信網を使用してもよく、比較的近距離であれば、IEEE802.11シリーズの規格による無線LAN(Wi−Fi等)や、IEEE802.15.1規格のブルートゥース(登録商標)(Bluetooth(登録商標))等でデータ通信を行うようにしてもよい。
船舶1は、操船者が図1に示したステアリングホイール92を右回転させて操舵すると、船外機10が図4に矢示Rで示すように垂直軸に関して右旋回動し、船体12の進行方向が右方へ旋回する。ステアリングホイール92を左回転させて操舵すると、船外機10が図4に矢示Lで示すように垂直軸に関して左旋回動し、船体12の進行方向が左方へ旋回する。
陸上を走行する自動車では、危険な状況に遭遇した場合に急ブレーキを掛けることが多い。しかし、船舶の場合は減速するのに時間を要するため、進行方向に近接した障害物を発見したような危険な状況に遭遇した場合には、急速な操舵(「急転舵」という)を行って接触等を回避する場合が多い。
そこで、この操船アシストシステムでは、各船舶1で急転舵が発生した場合に、それを操船アシスト装置200が検知して、その時の自船の位置情報を、急転舵発生位置情報としてサーバ500に送信する。サーバ500は、各船舶1から送信される急転舵発生位置情報を受信して収集し、その蓄積データに基づいて所定海域をメッシュ状に分割した座標領域毎に危険度を判定して、その危険度情報を更新・保持する。即ち、急転舵が少ない海域は安全性が高く、急転舵が多い海域は危険性が高いと判断でき、その海域の安全性を把握できる。
その危険度情報を、各船舶1の操船アシスト装置200がサーバ500からダウンロードして、自船の図1に示したディスプレイ204に表示したり、自船が危険度の高い領域に接近した場合には、インジケータ206を点滅させたりブザーを発報させたりして、操船者に警告や警報してそれを知らせる。その結果、操船者が注意して操船し、不慮の座礁や船体12あるいは船外機10が破損する等の被害を防止することが可能になり、少なくともそれらを軽減することができる。
サーバ500による危険度情報は、このシステムに参加する船舶の数が多いほど、また稼働時間が長く成るほど、急転舵発生位置情報の蓄積量が増加するので精度が向上する。この操船アシストシステムにおける操船アシスト装置200とサーバ500の構成およびその機能の詳細は以下に説明する。
この発明を実施するために使用する操船アシスト装置200とサーバ500の構成および機能の詳細を図5〜図9によって説明する。図5は図1および図4の船舶に搭載される操船アシスト装置200のハード構成例を示すブロック図、図6は図5に示した操船アシスト装置200の機能構成例を示すブロック図である。図7は図4に示したサーバ500の機能構成例を示すブロック図である。
図8は所定海域をメッシュ状の座標領域に分割する例を示す説明図、図9はディスプレイの表示画面でマップ上に危険度情報を座標領域単位で表示する例を示す説明図である。
操船アシスト装置200は図5に示すように、電子制御ユニットであるECU210と無線通信モジュール212を備え、少なくともそれらは、図1に示した装置本体部202内に配置され、互いに信号およびデータを遣り取り可能に接続されている。ECU210は、船外機10のECU84と同様にCPU、ROM、RAMなどを備えたマイクロ・コンピュータからなり、この操船アシスト装置200全体を統括制御する。ECU210には、マップデータや危険度情報等を保持するための不揮発性メモリも備えている。
無線通信モジュール212は、図4に示した基地局300を介してクラウド400上のサーバ500と3G回線等によって通信してデータを送受信し、ECU210に受け渡すためのモジュールである。
この操船アシスト装置200のECU210は、前述した船外機10のECU84と互いにデータや信号を送受信可能に有線接続されている。ECU210はECU84からエンジン回転数等の情報を入力し、自船が一定速度以上で航行しているかどうかを判断する。また、操舵角センサ94から、ステアリングホイール92の操舵角に応じた信号を入力して急転舵の発生を検知する。
ECU210に対する入力機器として、さらにGPS(Global Positioning System)受信機214、方位センサ216、およびGセンサ(加速度センサ)218を備えている。これらは、図1に示した装置本体部202内に配置してもよいが、船体12または船内の適宜の箇所に配置してもよい。なお、破線で示したGセンサ218は省略してもよい。
GPS受信機214は、GPS衛星が送信する位置情報を示すGPS信号を受信してECU210に入力する。それによってECU210は自船の現在位置を知ることができる。また、ECU210は方位センサ216からの信号によって、自船の方位(進行方向)を知ることができる。
ECU210に対する出力機器として、図1に示したディスプレイ204とインジケータ206、および装置本体部202内または船内の適宜の箇所に設けたブザー208を備えている。ECU210はこれらによって、サーバ500からダウンロードした危険度情報の表示、および自船が危険度が高い領域に接近した場合に警告または警報を行う。
図6は、図5に示した操船アシスト装置200のECU210と無線通信モジュール212による機能を機能ブロックにして、ECU210に対する入力機器および出力機器と共に示す。この操船アシスト装置200は、図6に示すように、急転舵検知部220、急転舵発生位置情報送信部222、衝撃発生位置情報送信部224、危険度情報ダウンロード部226、危険度情報表示部228、および警告/警報部230を備えている。
また、図示は省略しているが、ECU84から入力するエンジン回転数等によって、自船(船舶1)が一定速度以上で航行中か否かを判断する機能も有する。それは、船舶1が航行を開始する前の準備中に操舵性を確認したり、係留中に隣接する船舶や桟橋に接触して衝撃が発生したりした場合等の誤動作を防ぐためである。破線で示した衝撃発生位置情報送信部224は省略してもよい。
急転舵検知部220は、自船(船舶1)が航行中に、操舵角センサ94によるステアリングホイール92の操舵角に応じた信号に基づいて、操舵角の変化速度が規定値以上の急転舵が発生した場合にそれを検知する。急転舵発生位置情報送信部222は、急転舵検知部220が急転舵の発生を検知したときの自船(船舶1)の位置情報を、GPS受信機214が受信したGPS信号から検知して、急転舵発生位置情報としてサーバ500に送信する。
衝撃発生位置情報送信部224は、自船(船舶1)に備えたGセンサ218が規定値以上の衝撃を検知した場合に、自船の位置情報を衝撃発生位置情報としてサーバ500に送信する。これは、障害物を避けきれずに船体12あるいは船外機10が障害物に接触してしまった場合には衝撃が発生するので、その衝撃を検知してその発生位置情報をサーバ500に通知するためである。
危険度情報ダウンロード部226は、例えば図8に示すように、所定海域2をメッシュ状の座標領域(各正方形の小領域)Pに分割した座標領域毎の危険度を示す危険度情報を前記サーバ500からダウンロードする。危険度情報については後で詳述する。
危険度情報表示部228は、ダウンロードした危険度情報を、ディスプレイ204の表示画面204aに図9に示すように表示した所定海域のマップ(海図)M上に、座標領域P単位で表示する。図9において、白抜き矢印Aは自船(船舶1)の現在位置と進行方向を示す。黒(実際には例えば赤色)で表示した座標領域は危険度が大きい領域、網点(実際には例えば黄色)で表示した座標領域は危険度がやや大きい領域、白(実際には例えば青色)で表示した座標領域は危険度が小さい安全な領域を示す。
所定海域2のマップデータ(電子海図データ)は、サーバ500の不揮発性メモリと各船舶1の操船アシスト装置200のECU210内の不揮発性メモリに、座標領域の分割の仕方も同じデータを予め持っている。あるいは、サーバ500が持っているマップデータを、各船舶1の操船アシスト装置200がダウンロードして表示するようにしてもよい。
マップM上にはメッシュ状の区切り線は表示しなくてよい。また、図9では省略しているが、等水深線を表示したり、安全領域を水深によって濃度を変えて水深が深い程濃い青色で表示するようにしてもよい。また、自船位置を中心に拡大表示したり、図9に白抜き矢印Aで示す自船の進行方向をy軸方向の上向きにするように回転させて表示することもできる。
警告/警報部230は、自船(船舶1)が航行中に、上記危険度情報による危険度が規定値以上の座標領域に対して自船が所定距離以内に接近した場合に、操船者に警告表示および警報の少なくとも一方を行う。詳細は後述する。
次に、サーバ500の構成について説明する。サーバはコンピュータであり、容量の大きな不揮発性メモリも備えている。そのサーバ500の機能構成としては、図7に示すように、急転舵(・衝撃)発生位置情報受信・記憶部510、危険度情報更新・保持部520、および危険度情報送信部530を備えている。
急転舵(・衝撃)発生位置情報受信・記憶部510は、急転舵(・衝撃)発生位置情報受信部512と急転舵(・衝撃)発生位置情報記憶部514とからなる。急転舵(・衝撃)発生位置情報受信部512は、所定海域を航行する複数の船舶1に搭載された操船アシスト装置200から、その各船舶1で操舵角の変化速度が規定値以上の急転舵、あるいは規定値以上の衝撃が発生した場合に送信される急転舵(・衝撃)発生位置情報をそれぞれ受信する。
急転舵(・衝撃)発生位置情報記憶部514は、急転舵(・衝撃)発生位置情報受信部512が受信した急転舵(・衝撃)発生位置情報を、図8に示すように、マップM上における所定海域2をメッシュ状に分割した座標領域P毎に記憶する。
図8に示した例では、経度方向の位置をx座標、緯度方向の位置をy座標として、それぞれ所定の間隔で区切って、その小さな正方形で示される各座標領域Pにx座標とy座標によるアドレスを付け、その座標領域Pごとに、急転舵または衝撃の発生回数を加算記憶するために不揮発性メモリのメモリ領域を用意しておく。メッシュ状の各座標領域Pの大きさは、例えば1m×1mから10m×10m程度を想定している。この面積を小さくするほど、後述するように危険度を判定する領域の位置精度は高くなるが、急転舵または衝撃の発生回数を加算記憶するためのメモリ領域が多く必要になり、危険度の判定にかかる時間と判定結果を記憶するメモリ領域も増加する。
そして、急転舵(・衝撃)発生位置情報受信部512が、急転舵(・衝撃)発生位置情報を受信する度に、その位置情報による位置を含む座標領域に対応するメモリ領域に、急転舵または衝撃の発生回数を加算(+1)して記憶する。図8において、各座標領域Pに示した数字は、各座標領域内でのこれまでの急転舵または衝撃の発生回数を示す。数字のない座標領域は、これまでの急転舵または衝撃の発生回数が0回である。
危険度情報更新・保持部520は、危険度判定部522と危険度情報記憶部524とからなる。危険度判定部522は、急転舵(・衝撃)発生位置情報記憶部514が座標領域毎に記憶した急転舵(・衝撃)発生位置情報、すなわち座標領域毎の急転舵または衝撃の発生回数に基づいて、座標領域毎に危険度を判定する。
例えば図8に示した例において、急転舵または衝撃の発生回数が0〜1であれば危険度「小」、2〜4であれば危険度「中」、5以上であれば危険度「大」と判定する。そして、危険度情報記憶部524は、不揮発性メモリに座標領域毎の危険度を記憶する領域を用意しており、そこに、危険度判定部522が判定した各座標領域の危険度をデジタル値で記憶する。判定結果が前回と変わった場合は記憶値を書き換えて危険度情報を更新する。
このように、急転舵または衝撃の発生回数の累積値で座標領域毎の危険度を判定すると、運用期間の経過に伴って発生回数の累積値が全体的に増加し、危険度の高い座標領域が増えることになる。そのため、急転舵(・衝撃)発生位置情報記憶部514に記憶された全座標領域での発生回数の合計値の増加に伴って、危険度の判定基準を段階的に高めるようにするのが望ましい。
あるいは、座標領域毎の急転舵または衝撃の発生頻度によって危険度を判定するようにしてもよい。その場合には、このシステムに参加する各船舶が所定海域を航行中に、各座標領域を通過する毎に、操船アシスト装置200がその通過位置情報をサーバ500へ送信し、サーバ500がその通過位置情報を受信して、座標領域毎の船舶通過回数として累積記憶する。そして、各座標領域毎に、判定時点までの船舶通過回数に対する急転舵または衝撃の発生回数の割合である(発生回数/船舶通過回数)×100(%)により発生頻度を算出し、その発生頻度によって危険度を判定する。
例えば、急転舵または衝撃の発生頻度が10%未満の場合は危険度「小」、10%以上25%未満の場合は危険度「中」、25%以上の場合は危険度「大」と判定する。具体例としては、ある座標領域における過去の船舶通過回数が20回であった場合、急転舵または衝撃の発生回数が1回であれば、発生頻度が5%で10%未満であるから危険度「小」、急転舵または衝撃の発生回数が5回であれば、発生頻度25%で25%以上であるから、危険度「大」というように判定する。
危険度情報送信部530は、船舶1の操船アシスト装置200からのダウンロード要求に応じて、その操船アシスト装置200に座標領域毎の危険度情報を送信する。なお、すべての船舶の操船アシスト装置200が衝撃発生位置情報送信部224を備えていない場合は、サーバ500も上述した各部において、衝撃発生位置情報および衝撃発生回数は考慮しない。
以下に、上述した操船アシスト装置200とサーバ500の動作を、図10〜図12のフロー・チャートによって説明する。
図10は、図6に示した操船アシスト装置200の急転舵検知部220、急転舵発生位置情報送信部222および衝撃発生位置情報送信部224による処理の流れを示すフロー・チャートである。図11は、同じく操船アシスト装置200の危険度情報ダウンロード部226、危険度情報表示部228および警告/警報部230による処理の流れを示すフロー・チャートである。
図12は、図7に示したサーバ500による処理の流れを示すフロー・チャートである。図10〜図12および以下の説明において、処理ステップを「S」と略記する。また、これらの各図における各判断処理結果の肯定を「YES」、否定を「NO」で示している。
操船アシスト装置200に電源が供給されると、図5に示したECU210が、図10および図11に示した処理を繰り返し実行する。その際、図10の処理と図11の処理を並行して実行してもよいし、連続して実行してもよい。連続して実行する場合、図10の処理と図11の処理のどちらを先に実行してもよい。ここでは便宜上、図10の処理を先に実行するとして説明する。
ECU210が図10の処理を開始すると、まず、S240で自船(船舶1)が一定速度以上で航行中か否かを判断する。これは、前述したように、自船が一定速度(例えば30km/h)以上で航行を開始してから、この発明に係る処理を開始して、誤動作を防止するためである。船舶の航行速度は一般にエンジン回転数と相関関係があるから、エンジン回転数が所定値以上であるか否かによって、一定速度以上で航行中か否かを判断することができる。しかし、実際には船外機10や船舶1の大きさによって、同じエンジン回転数でも船速が異なる。
そこで、予め自船のエンジン回転数と船速との関係を求めて、その相関データをメモリに記憶しておくか、図5に示したGPS受信機214からの位置情報による単位時間当たりの位置変化と、方位センサ216からの進行方向の情報等によって航行速度を求めることもできる。そして、一定速度以上で航行していれば、S240で肯定と判断してS242へ進むが、一定速度以上で航行していなければ否定と判断して、定速度以上になるのを待つ。
S242へ進むと、操舵角センサ94からの信号によって、操舵角変化の有無を判断する。その結果、操舵角変化がなければ否定と判断してS240へ戻るが、一定速度以上で航行中であれば、操舵角変化の監視を繰り返す。操舵角変化があると、S242で肯定と判断し、S244へ進んで操舵角変化速度を算出する。これは、操舵角変化速度は単位時間当たりの操舵角変化量によって算出する。
その後S246で、急転舵か否かを判断する。すなわち、操舵角変化速度が規定値以上であれば急転舵である(肯定)と判断してS248へ進むが、操舵角変化速度が規定値以上でなければ、急転舵ではない(否定)と判断して、S240からの処理を繰り返す。
S248へ進むと、そのときにGPS受信機214が受信した信号によって自船の位置情報を取得する。そして、S250でその位置情報を急転舵発生位置情報として、サーバ500に送信する。
図6に示したGセンサ218と衝撃発生位置情報送信部224を有する場合は、図10に破線の流れ線で示すように、S246で否定と判断した場合は、S240へ戻らずにS252へ進んで、Gセンサが規定値以上の衝撃を検知したか、すなわちGセンサの3軸の少なくとも1つの軸方向の加速度検出値が規定値以上か否かを判断し、規定値以上の衝撃を検知すれば肯定と判断してS254へ進む。
S254では、S248と同様に自船の位置情報を取得する。そして、その位置情報をS256で衝撃発生位置情報としてサーバ500へ送信する。その後およびS252で否定と判断した場合と、S250で急転舵発生位置情報をサーバ500へ送信した後は、S240へ戻って上述した処理を繰り返すか、図11に示す処理を連続して実行した後にS240へ戻る。
ここで、操船アシスト装置200による図11の処理を説明する前に、サーバ500による図12の処理を説明する。
サーバ500は、図12に示す処理を繰り返し実行するが、まずS540で、いずれかの船舶1の操船アシスト装置200から急転舵(または衝撃)発生位置情報を受信したか否かを判断し、受信すれば肯定してS542へ進む。受信していなければS548へ進む。
S542では、急転舵(または衝撃)発生位置情報を、マップの座標領域(メッシュ)毎に記憶する。即ち、図8によって前述したように、受信した位置情報によるマップM上の位置を含む座標領域Pに対応する不揮発性メモリのメモリ領域に、急転舵または衝撃の発生回数を加算(+1)して記憶する。
次いで、S544で座標領域(メッシュ)毎に危険度を判定する。例えば、図8に示すマップM上の各座標領域Pに対応するメモリ領域に、それぞれ図示の各数値のような急転舵または衝撃の発生回数が記憶されていたとする。図8では、0回の場合は数値の表示を省略している。その発生回数が第1の規定値未満であれば危険度「小」、第1の規定値以上で第2の規定値未満であれば危険度「中」、第2の規定値以上であれば危険度「大」と判定する。第2の規定値は第1の規定値より大きい値である。
例えば、第1の規定値を「2」、第2の規定値を「5」にすると、発生回数が2回未満の0〜1回の座標領域は危険度「小」、発生回数が2〜4回の座標領域は危険度「中」、発生回数が5回以上の座標領域は危険度「大」と判定する。危険度の判定ランクは3段階に限るものではない。規定値はデータの集積状態(全座標領域での総発生回数)の増加に応じて大きくするように変化させるとよい。
その後、S546ではその判定結果に基づいて、不揮発性メモリに保持している前回までの座標領域(メッシュ)毎の危険度情報を更新して保持する。危険度情報は、危険度の大小のランクを示すデジタル値(危険度データ)で保持する。この場合、危険度のランクが変った座標領域の危険度データのみを書き換えればよい。
そして、S548で危険度情報のダウンロード要求の有無を判断する。ダウンロード要求が無ければ否定と判断してS540へ戻り、上述した処理を繰り返す。いずれかの船舶1の操船アシスト装置200からダウンロード要求があると、S548で肯定と判断してS550へ進み、その要求を送信した操船アシスト装置200にレスポンスを返すと共に、座標領域毎の危険度情報を送信する。その後最初のS540へ戻って上述した処理を繰り返す。
そこで、操船アシスト装置200のECU210等による図11に示す処理について説明する。この処理を開始するとS260で、サーバ500に危険度情報のダウンロード要求を、自己の識別用IDを付加して送信する。
その後、S262でサーバ500からの応答(レスポンス)を受信するのを待ち、応答があると肯定と判断してS264へ進み、サーバ500から送信されて来る危険度情報を受信し、マップの各座標領域(メッシュ)毎の危険度情報をダウンロードし、不揮発性メモリに記憶する。既に前回の危険度情報を記憶している場合はそれを書き換えて更新する。その場合、危険度ランクが変化している座標領域のデータだけを書き換えて更新してもよい。
そして、S266で危険度情報をマップ上に表示する。即ち、危険度が規定値以上の座標領域を、図9に示すように色分け表示する。この例では、サーバ500が前述したように判定した危険度が「大」の座標領域を赤色(図9では黒)で表示し、危険度が「中」の座標領域は黄色(図9では網点)で表示する。危険度が「小」の座標領域は特別な表示はせず、通常の海図のマップと同様に青色(図9では白)で表示する。
そして、S268で念のため、図10におけるS240と同様に一定速度以上で航行中か否かをチェックし、一定速度以上航行中であれば肯定と判断してS270へ進むが、そうでなければ一定速度以上になるのを待つ。
S270へ進むと、自船の位置と危険度が規定値(上述例では第1の規定値)以上の座標領域(黄色と赤色の座標領域)との進行方向の距離を算出する。この距離は、GPS受信機214からの自船の位置情報と座標領域の位置情報、および方位センサ216からの自船の進行方向の情報から算出する。
その後、S272で危険度が中以上の領域に接近したかを判断する。それは、S270で算出した距離が予め設定した所定距離以内になった場合に接近したと判断(肯定)し、S274へ進んで警告表示する。例えば、インジケータ206を点滅させる。前記所定距離を、そのときの自船の航行速度またはエンジン回転数に応じて変化させるようにしてもよい。
さらに、S276で危険度が大の領域に接近したか否かを判断し、接近したと判断した場合は肯定してS278で音による警報を発する。例えばブザー208を発報させる。あるいは音声で「危険な領域に接近しています」のような警告を行ってもよい。また、電子音などで警報してもよいし、これらを併用してもよい。このとき、警告表示も継続して行っていてもよい。
この警告表示および警報は、自船と危険度中または大の領域との間の距離が設定した距離以上になるまで継続するとよい。その処理は図11では図示を省略している。その後、最初のS260へ戻って、上述した処理を繰り返す。図10の処理と図11の処理を連続して実行する場合は、図10のS240へ戻る。
上記した如く、この実施形態にあっては、所定海域2を航行する、自船を含む複数の小型船舶1にそれぞれ搭載される操船アシスト装置200と、その各操船アシスト装置200と通信するサーバ500とからなり、前記小型船舶1の操船をアシストする操船アシストシステムであって、前記操船アシスト装置200およびサーバ500を次のように構成した。
前記操船アシスト装置200は、自船が航行中に、操舵角センサ94によるステアリングホイール92の操舵角に応じた信号に基づいて、操舵角の変化速度が規定値以上の急転舵の発生を検知する急転舵検知部220と、前記急転舵検知部220が前記急転舵の発生を検知したときの自船の位置情報を急転舵発生位置情報として前記サーバ500に送信する急転舵発生位置情報送信部222と、前記所定海域2をメッシュ状の座標領域Pに分割した座標領域P毎の危険度を示す危険度情報を前記サーバ500からダウンロードする危険度情報ダウンロード部226と、前記危険度情報を前記所定海域2のマップM上に前記座標領域P単位で表示する危険度情報表示部228と、自船が航行中に、前記危険度情報による危険度が規定値以上の座標領域に対して自船が所定距離以内に接近した場合に、操船者に警告表示および音による警報の少なくとも一方を行う警告/警報部230とを備える如く構成した。
一方、前記サーバ500は、前記複数の小型船舶1にそれぞれ搭載された前記操船アシスト装置200から送信される前記急転舵発生位置情報をそれぞれ受信し、受信した前記急転舵発生位置情報を前記所定海域2をメッシュ状の座標領域Pに分割した座標領域P毎に記憶する急転舵(・衝撃)発生位置情報受信・記憶部510と、前記座標領域毎に記憶した急転舵発生位置情報に基づいて、前記座標領域P毎に危険度を判定して更新・保持する危険度情報更新・保持部520と、前記小型船舶1に搭載された前記操船アシスト装置200からのダウンロード要求に応じて、前記操船アシスト装置200に前記座標領域P毎の危険度情報を送信する危険度情報送信部530とを備える如く構成した。
そのため、前記操船アシストシステムによれば、所定海域2を航行する複数の各船舶1のいずれかで急転舵がなされた場合、それに搭載された操船アシスト装置200が急転舵発生位置情報を前記サーバ500へ送信するので、サーバ500がそれを受信して、急転舵が発生した位置の情報を集積記憶し、急転舵の発生回数が少ない海域は安全性が高く、急転舵の発生回数が多い海域は危険性が高いと判断して、座標領域毎の危険度情報を作成・保持し、その情報を各船舶1の操船アシスト装置200へダウンロードする。各船舶1の操船アシスト装置200は、その座標領域毎の危険度情報をマップM上に表示し、自船が危険度の高い領域に接近した場合には、警告や警報を行って、操船者に注意を喚起する。その結果、操船者が注意して操船するため、不慮の座礁や船体12あるいは船外機10の破損等の被害を防止することが可能になり、少なくともそれらを軽減することができる。操船アシスト装置200と前記サーバ500は、この操船アシストシステムを構成するために必要である。
また、前記操船アシスト装置200の前記危険度情報表示部228は、前記危険度情報による危険度情報の程度を前記所定海域2のマップM上に前記座標領域P単位の色分けで表示し、前記警告/警報部230は、自船が前記所定距離以内に接近した前記座標領域の前記危険度が第1の規定値以上であった場合に前記警告表示を行い、前記第1の規定値より大きい第2の規定値以上であった場合は前記音による警報を行う如く構成したので、危険な領域を分かり易く表示でき、自船が危険度が大きい領域に接近した場合に、その危険度に応じて適切な警告および/または警報を行うことができる。
さらに、前記操船アシスト装置200に、自船が航行中に、前記小型船舶1に備えたGセンサ218が規定値以上の衝撃を検知した場合に、自船の位置情報を衝撃発生位置情報として前記サーバ500に送信する衝撃発生位置情報送信部224を備え、前記サーバ500の前記急転舵(・衝撃)発生位置情報受信・記憶部510が、前記操船アシスト装置200から受信し、前記座標領域毎に記憶する位置情報に前記衝撃発生位置情報を含む如く構成したので、小型船舶が障害物を回避できずに接触してしまった場合の衝撃発生位置の情報も、サーバ500が収集し、その情報も含めて座標領域毎の危険度を判定するので、危険度情報の精度が高くなる。
上述した操船アシスト装置200を構成するECU210、無線通信モジュール212およびディスプレイ204等の大部分のハードウエアとして、スマートフォンや携帯電話、タブレット端末、PDA、携帯型パソコン等の各種のディスプレイ付きデータ通信端末装置を利用することができる。
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、その実施形態の各部の具体的な構成や処理の内容等は、そこに記載したものに限るものではない。また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されるものではないことは言うまでもない。さらに、以上説明してきた実施形態の構成例および動作例等は、適宜変更または追加したり一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能であることは勿論である。