JP2020161886A - System for confirming ship periphery - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、船舶の操縦支援に用いられる周辺確認システムに関する。 The present disclosure relates to a peripheral confirmation system used to assist maneuvering a ship.
従来から、船舶の操縦を支援するために、船舶の周辺を複数のカメラで撮影し、撮影した周辺画像を組み合わせることにより、船舶およびその周辺を上方から見下ろしたかのような疑似の鳥瞰画像を作成し、船舶に搭載された表示装置に表示させることが知られている。このような鳥瞰画像の表示を行う操船支援システム(操縦支援装置)は、例えば特許文献1に開示されている。 Conventionally, in order to support the maneuvering of a ship, the surroundings of the ship are photographed by multiple cameras, and by combining the photographed peripheral images, a pseudo bird's-eye view image as if the ship and its surroundings were looked down from above was created. , It is known to display on a display device mounted on a ship. A ship maneuvering support system (maneuvering support device) that displays such a bird's-eye view image is disclosed in, for example, Patent Document 1.
特許文献1に開示の操船支援システムでは、鳥瞰画像の中央位置に同システムを搭載した船舶(自船)の少なくとも外延を表すグラフィック画像を重ねて表示することが行われている。そして、この操船支援システムでは、船舶のグラフィック画像の形状を、船舶の揺れを考慮して、喫水線で船体を切断して得られる断面形状に相当する形状に修正することにより、当該グラフィック画像の形状と喫水線での船体の断面形状との間のずれを抑制している。 In the ship maneuvering support system disclosed in Patent Document 1, a graphic image showing at least the extension of a ship (own ship) equipped with the system is superimposed and displayed at the center position of a bird's-eye view image. Then, in this ship maneuvering support system, the shape of the graphic image of the ship is corrected to a shape corresponding to the cross-sectional shape obtained by cutting the hull at the waterline in consideration of the shaking of the ship. The deviation between the cross-sectional shape of the hull and the cross-sectional shape of the hull on the waterline is suppressed.
特許文献1に開示の操船支援システムのように、船舶のグラフィック画像の形状を喫水線の位置が分かるように修正しても、桟橋や岸壁といった係留施設の位置は喫水面よりも上方であるため、接岸時において係留施設との距離感を把握するには十分でない。また、船舶の揺れを直感的に把握できないことからも、係留施設との距離感を捉え難い。よって、そのような操船支援システムを頼りにして着岸しようとすると、船舶を係留施設にぶつけてしまうおそれがある。 Even if the shape of the graphic image of the ship is modified so that the position of the waterline can be seen as in the ship maneuvering support system disclosed in Patent Document 1, the position of the mooring facility such as the pier or the quay is above the water surface. It is not enough to grasp the sense of distance from the mooring facility when berthing. In addition, it is difficult to grasp the sense of distance from the mooring facility because it is not possible to intuitively grasp the shaking of the ship. Therefore, if an attempt is made to berth by relying on such a ship maneuvering support system, there is a risk that the ship will hit the mooring facility.
本開示の技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、着岸時において船舶と係留施設との距離を認識しやすくすることにある。 The technique of the present disclosure has been made in view of these points, and an object thereof is to make it easier to recognize the distance between the ship and the mooring facility at the time of berthing.
上記の目的を達成するために、本開示の技術では、船舶を傾きに応じた姿勢で表す鳥瞰画像を作成して表示するようにした。 In order to achieve the above object, in the technique of the present disclosure, a bird's-eye view image showing the ship in a posture according to the inclination is created and displayed.
具体的には、本開示の技術は、船舶の周辺を撮影するカメラと、カメラの撮影により取得された画像に基づいて船舶および船舶の周辺を鳥瞰的に表す鳥瞰画像を作成する制御装置と、制御装置により作成された鳥瞰画像を表示する表示装置とを備える船舶の周辺確認システムを対象とする。 Specifically, the technology of the present disclosure includes a camera that photographs the surroundings of the ship, a control device that creates a bird's-eye view image of the ship and the surroundings of the ship based on the images acquired by the camera, and The target is a ship peripheral confirmation system equipped with a display device that displays a bird's-eye view image created by a control device.
本開示の技術に係る船舶の周辺確認システムは、船舶の傾きを検出する傾き検出手段をさらに備える。そして、制御装置は、傾き検出手段により検出される船舶の傾きに基づき、鳥瞰画像として、当該船舶の傾きに応じた姿勢の当該船舶を表す画像を作成し、表示装置に表示させる。 The ship peripheral confirmation system according to the technique of the present disclosure further includes a tilt detecting means for detecting the tilt of the ship. Then, the control device creates an image representing the ship in a posture corresponding to the inclination of the ship as a bird's-eye view image based on the inclination of the ship detected by the inclination detecting means, and displays the image on the display device.
この構成によると、船舶の傾きに応じた姿勢の船舶を表す鳥瞰画像を表示するようにしたので、鳥瞰画像において、船舶の揺れを直感的に把握することができ、船舶の揺れによる傾きに起因した変位を見ることができる。それにより、着岸時において船舶と係留施設との距離を認識しやすくすることができる。 According to this configuration, a bird's-eye view image showing the ship in a posture corresponding to the inclination of the ship is displayed, so that the sway of the ship can be intuitively grasped in the bird's-eye image, which is caused by the inclination of the ship. You can see the displacement. This makes it easier to recognize the distance between the ship and the mooring facility when berthing.
上記船舶の周辺確認システムにおいて、制御装置は、傾き検出手段により検出される船舶の傾きに基づき、当該船舶の揺れに起因する水面の揺動を抑えるように鳥瞰画像を作成することが好ましい。 In the ship peripheral confirmation system, it is preferable that the control device creates a bird's-eye view image based on the inclination of the ship detected by the inclination detecting means so as to suppress the shaking of the water surface caused by the shaking of the ship.
この構成によると、鳥瞰画像において、水面の揺動を抑えるようにしたので、船舶の揺れをより認識しやすくすることができる。 According to this configuration, in the bird's-eye view image, the shaking of the water surface is suppressed, so that the shaking of the ship can be more easily recognized.
また、船舶の周辺確認システムは、互いに異なる姿勢の船舶を表す複数の船舶画像が記憶されたメモリを備えていてもよい。この場合、制御装置は、メモリに記憶された複数の船舶画像から傾き検出手段により検出される船舶の傾きに応じた姿勢の船舶画像を選択し、鳥瞰画像として、選択した船舶画像を含む画像を作成してもよい。 Further, the ship peripheral confirmation system may include a memory in which a plurality of ship images representing ships having different postures are stored. In this case, the control device selects a ship image having a posture corresponding to the tilt of the ship detected by the tilt detecting means from a plurality of ship images stored in the memory, and displays an image including the selected ship image as a bird's-eye view image. You may create it.
この構成によると、互いに異なる姿勢の船舶を表す複数の船舶画像から船舶の傾きに応じた姿勢の船舶画像を選択し、選択した船舶画像を含む鳥瞰画像を作成するようにしたので、本開示の技術に係る船舶の周辺確認システムを簡易に実現することができる。 According to this configuration, a ship image having a posture corresponding to the inclination of the ship is selected from a plurality of ship images representing ships having different postures, and a bird's-eye view image including the selected ship image is created. It is possible to easily realize a ship peripheral confirmation system related to technology.
また、船舶の周辺確認システムは、船舶の三次元データが記憶されたメモリを備えていてもよい。この場合、制御装置は、メモリに記憶された船舶の三次元データに基づき、鳥瞰画像として、傾き検出手段により検出される船舶の傾きに応じた姿勢の当該船舶を表す画像を作成してもよい。 Further, the ship's peripheral confirmation system may include a memory in which three-dimensional data of the ship is stored. In this case, the control device may create an image representing the ship in a posture corresponding to the inclination of the ship detected by the inclination detecting means as a bird's-eye view image based on the three-dimensional data of the ship stored in the memory. ..
この構成によると、船舶の三次元データに基づいて船舶の傾きに応じた姿勢の船舶を表す鳥瞰画像を作成するようにしたので、鳥瞰画像において、船舶の傾き方向および傾き度合いを細分化して表すことができる。それにより、鳥瞰画像で認識できる船舶とその周辺の状況の現実感を高めることができる。 According to this configuration, a bird's-eye view image showing the ship in a posture corresponding to the inclination of the ship is created based on the three-dimensional data of the ship. Therefore, in the bird's-eye view image, the inclination direction and the degree of inclination of the ship are subdivided. be able to. As a result, it is possible to enhance the reality of the situation of the ship and its surroundings that can be recognized by the bird's-eye view image.
本開示の技術に係る船舶の周辺確認システムによれば、着岸時において船舶と係留施設との距離を認識しやすくすることができる。その結果、船舶の操縦を視覚情報により好適に支援することができ、操船の安全性を高めることができる。 According to the ship peripheral confirmation system according to the technique of the present disclosure, it is possible to easily recognize the distance between the ship and the mooring facility at the time of berthing. As a result, the maneuvering of the ship can be more preferably supported by the visual information, and the safety of the maneuvering can be enhanced.
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
この実施形態に係る船舶の周辺確認システムは、例えば船舶の着岸時などの操船作業において、船舶およびその周辺の状況を映像により確認するためのシステムである。 The ship peripheral confirmation system according to this embodiment is a system for confirming the situation of the ship and its surroundings by an image in a ship maneuvering operation such as when the ship berths.
この船舶の周辺確認システムの構成について、図1〜図3を参照しながら説明する。図1は、周辺確認システム11が搭載された船舶101の平面図である。図2は、周辺確認システム11が搭載された船舶101の側面図である。また、図3は、船舶101の周辺確認システム11の構成を示すブロック図である。なお、図1では、周辺確認システム11が備える複数のカメラ13f,13b,13l,13rについて、それらの姿勢などまで厳密に図示していない。
The configuration of the ship's peripheral confirmation system will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a plan view of a
船舶101の周辺確認システム11は、図1〜図3に示すように、互いに所定の間隔をあけて船舶101に設置された複数のカメラ13f,13b,13l,13rと、船室103内およびフライングデッキ104に設置された表示装置としてのモニタ15と、船舶の姿勢を検出するための各種センサ17,19と、当該システム11を総合的に制御する制御装置21とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
複数のカメラ13f,13b,13l,13rは、船首側のバウデッキ105に設置されたフロントカメラ13fと、船尾側のスターンデッキ107に設置されたバックカメラ13bと、船舶101の長さ方向における中央部分である船央の左側に設置されたレフトカメラ13lと、船央の右側に設置されたライトカメラ13rとである。これら4台のカメラ13f,13b,13l,13rは、船舶101の外周部分を含めて船舶101周辺を撮影するようにそれぞれ設置されている。
The plurality of
フロントカメラ13fは、バウデッキ105の左右方向における中央位置に立てられた支柱109に、前方斜め下方に臨む姿勢でレンズの光軸を船首(船舶101の外周部分)側に向けて取り付けられている。このフロントカメラ13fは、船舶101の前方における所定範囲Rfの風景を動画または静止画で撮影して、周辺画像として前方画像Pfを取得する。
The
バックカメラ13bは、スターンデッキ107の左右方向における中央位置に立てられた支柱110に、後方斜め下方に臨む姿勢でレンズの光軸を船舶101の船尾(船舶101の外周部分)側に向けて取り付けられている。このバックカメラ13bは、船舶101の後方における所定範囲Rbの風景を動画または静止画で撮影して、周辺画像として後方画像Pbを取得する。
The
レフトカメラ13lは、船室103の左側面に、左方斜め下方に臨む姿勢でレンズの光軸を左舷のガンネル111(船舶101の外周部分)側に向けて取り付けられている。このレフトカメラ13lは、船舶101の左方における所定範囲Rlの風景を動画または静止画で撮影して、周辺画像として左方画像Plを取得する。
The left camera 13l is attached to the left side surface of the
ライトカメラ13rは、船室103の右側面に、右方斜め下方に臨む姿勢でレンズの光軸を右舷のガンネル112(船舶101の外周部分)側に向けて取り付けられている。このライトカメラ13rは、船舶101の右方における所定範囲Rrの風景を動画または静止画で撮影して、周辺画像として右方画像Prを取得する。
The
フロントカメラ13fの撮影範囲Rfとレフトカメラ13lの撮影範囲Rlとは、互いに重複する共通の撮影範囲RCfl(図1で紙面左上の斜線を付した範囲)を含んでいる。フロントカメラ13fの撮影範囲Rfとライトカメラ13rの撮影範囲Rrとは、互いに重複する共通の撮影範囲RCfr(図1で紙面右上の斜線を付した範囲)を含んでいる。バックカメラ13bの撮影範囲Rbとレフトカメラ13lの撮影範囲Rlとは、互いに重複する共通の撮影範囲RCbl(図1で紙面左下の斜線を付した範囲)を含んでいる。バックカメラ13bの撮影範囲Rbとライトカメラ13rの撮影範囲Rrとは、互いに重複する共通の撮影範囲RCbr(図1で紙面右下の斜線を付した範囲)を含んでいる。
The shooting range Rf of the
この実施形態において、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの設置位置から船舶101の喫水線113までの距離である水上高さHは、同じに高さに設定されている。フロントカメラ13fの設置角度と、バックカメラ13bの設置角度と、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rとの設置角度とは、互いに異なる角度に設定されている。レフトカメラ13lの設置角度とライトカメラ13rの設置角度とは、同じ角度に設定されている。
In this embodiment, the water height H, which is the distance from the installation position of the
なお、各カメラ13f,13b,13l,13rの設置角度は、任意に設定することができる。すなわち、フロントカメラ13fの設置角度と、バックカメラ13bの設置角度と、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの設置角度とは、互いに同じ角度であってもよいし、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの設置角度は、互いに異なる角度であってもよい。
The installation angles of the
また、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rは、いずれも防水および防塵の仕様とされている。また、これら各カメラ13f,13b,13l,13rは、それぞれ船舶101に着脱可能に取り付けられるようになっており、例えば、船舶101を使用するときに船体に取り付けるが船舶101の使用後には取り外したり、不具合が生じたときに取り替えたりすることができるようになっている。
Further, the
また、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rは、それぞれ標準レンズよりも画角の広い広角レンズ23を備えた広角カメラである。広角レンズ23には、例えば180度以上の画角を有するレンズが用いられる。具体的には、この実施形態でのフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13l、ライトカメラ13rは、それぞれ広角レンズ23を有する広域撮影カメラ、いわゆる半天球カメラである。
The
図4に、半天球カメラの撮影によって取得される画像201の概念図を示す。フロントカメラ13fの撮影によって取得される前方画像Pf、バックカメラ13bの撮影によって取得される後方画像Pb、レフトカメラ13lの撮影によって取得される左方画像Pl、およびライトカメラ13rの撮影によって取得される右方画像Prは、図4に示すように、広角レンズ23の光軸Aを中心として周囲360度を見渡したような円形状の画像201である。この円形状の画像201は、広角レンズ23の外面に投影された立体の光学像を光軸Aに沿って平面像に射影変換した像に相当する。
FIG. 4 shows a conceptual diagram of the
モニタ15は、船室103内の操舵席115の前方と、フライングデッキ104の操舵席115の周辺とにおいて、操舵席115に着席した操船者から操船中に見える位置に配置されている。このモニタ15には、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rによって取得される前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prに基づいて作成された、船舶101およびその周辺を上方から見下ろしたかのような疑似の鳥瞰画像301が表示される。
The
図5〜図13に、モニタ15に表示され得る鳥瞰画像301の模式図を示す。図5は、船舶101が傾いていないときの鳥瞰画像301の模式図である。図6は、船舶101が前方に傾いているときの鳥瞰画像301の模式図である。図7は、船舶101が後方に傾いているときの鳥瞰画像301の模式図である。図8は、船舶101が左方に傾いているときの鳥瞰画像301の模式図である。図9は、船舶101が右方に傾いているときの鳥瞰画像301の模式図である。図10は、船舶101が左前方に傾いているときの鳥瞰画像301の模式図である。図11は、船舶101が右前方に傾いているときの鳥瞰画像301の模式図である。図12は、船舶101が左後方に傾いているときの鳥瞰画像301の模式図である。図13は、船舶101が右後方に傾いているときの鳥瞰画像301の模式図である。
5 to 13 show a schematic view of the bird's-
鳥瞰画像301は、図5に示すように、前方鳥瞰画像BEVf、後方鳥瞰画像BEVb、左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrの4つの部分鳥瞰画像301pが組み合わされてなる合成画像である。例えば、鳥瞰画像301は、それら4つの部分鳥瞰画像301pが共通の撮影範囲RCfl,RCfr,RCbl,RCbrでシームレスに繋ぎ合わされて一体化されたり、または別々のデータとして並べて表示されたりして構成される。この鳥瞰画像301では、船舶101の上面を表す船舶画像303が中央位置に示される。船舶画像303は、例えば、イラストでもよいし、写真であってもよい。
As shown in FIG. 5, the bird's-
この船舶画像303としては、互いに異なる傾き姿勢の船舶101を表す複数のパターンの画像303a,303b,303c,303d,303e,303f,303g,303h,303iがある(図5〜図13参照)。鳥瞰画像301にて提示される当該船舶画像303は、複数の船舶画像303a,303b,303c,303d,303e,303f,303g,303h,303iのうちから船舶101の傾きに応じて択一的に選択され、船舶101の揺れに応じて変えられる。そのことで、鳥瞰画像301での船舶101の揺れが表現される。
As the ship image 303, there are a plurality of patterns of
このモニタ15は、タッチパネル機能を有する液晶表示パネルなどによって構成されている。当該モニタ15は、表示される鳥瞰画像301の範囲を切り換えたり、鳥瞰画像301に代えて個別の周辺画像(前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Pl、右方画像Pr)を表示したりするための操作部25を兼ねている。
The
各種センサ17,19としては、ジャイロセンサ17および加速度センサ19が設けられている。ジャイロセンサ17および加速度センサ19は、船舶101の揺れに応じて変化する船舶101自体、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの傾きを検出する傾きセンサ40を構成している。傾きセンサ40は、船舶101の傾きを検出する傾き検出手段の一例である。
As the
ジャイロセンサ17は、船舶101が揺れたときに、当該船舶101、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rがどれだけの速さで回転しているのかを検出する。加速度センサ19は、船舶101が揺れたときに、当該船舶101、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rがどのような向きに回転しているのかを検出する。
The
これらジャイロセンサ17および加速度センサ19は、例えば、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13l、ライトカメラ13rおよび制御装置21のうち少なくとも1つに内蔵されている。なお、これらジャイロセンサ17および加速度センサ19は、各カメラ13f,13b,13l,13rおよび制御装置21とは別に船舶101に設置されていてもよい。
The
制御装置21は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラである。この制御装置21は、例えば、船室103内に設置されており、船舶101のバッテリから電源供給を受けて、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13l、ライトカメラ13r、モニタ15などに対して電力を分配供給すると共に、それら各カメラ13f,13b,13l,13r、各モニタ15および各種センサ17,19とデータのやり取りをするようになっている。
The
具体的には、制御装置21は、図3に示すように、画像データに所定の処理を施す信号処理部29と、プログラムやデータを一時的に記憶する主メモリ31と、主メモリ31に対するプログラムおよびデータの書き込みや読み出しを制御するメモリ制御部33と、主メモリ31に読み出されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)35と、各種プログラムおよびデータを記憶する補助メモリ37と、モニタ15を動作させるモニタ用ドライバ39とを備えている。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
信号処理部29およびCPU35は、典型的にはIC(Integrated Circuit)やLSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integration Circuit
)などによって実現される。主メモリ31は、典型的にはDRAM(Dynamic Random Access Memory)やSDRAM(Synchronous DRAM)などの揮発性メモリによって実現される。補助メモリ37は、典型的にはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって実現される。
The
) And so on. The
信号処理部29は、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rから出力された前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての各フレームの画像データを次々と取得し、取得した各周辺画像Pf,Pb,Pl,Prについての画像データに基づいて部分鳥瞰画像301pを4枚作成し、それら4枚の部分鳥瞰画像301p(BEVf,BEVb,BEVl,BEVr)を組み合わせると共に、船舶画像303を中央位置に重ね合わせるように合成することにより、1枚の鳥瞰画像301を作成する。
The
補助メモリ37には、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの外部パラメータと、それらフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの内部パラメータとが記憶されている。ここで「外部パラメータ」とは、カメラの設置位置や設置角度などの設置状態を示す数値である。また、「内部パラメータ」とは、カメラの光軸位置や焦点距離、広角歪みなどの歪みに関する情報といった、カメラに固有の光学的性質を表す数値である。
The
また、補助メモリ37には、互いに異なる傾き姿勢の船舶101を表す複数のパターンの船舶画像303が記憶されている。
Further, in the
この実施形態において、船舶画像303としては、傾いていない状態の船舶101の上面を表す無傾船舶画像303a(図5参照)と、前方に傾いている状態の船舶101の上面を表す前傾船舶画像303b(図6参照)と、後方に傾いている状態の船舶101の上面を表す後傾船舶画像303c(図7参照)と、左方に傾いている状態の船舶101の上面を表す左傾船舶画像303d(図8参照)と、右方に傾いている状態の船舶101の上面を表す右傾船舶画像303e(図9参照)と、左前方に傾いている状態の船舶101の上面を表す左前傾船舶画像303f(図10参照)と、右前方に傾いている状態の船舶101の上面を表す右前傾船舶画像303g(図11参照)と、左後方に傾いている状態の船舶101の上面を表す左後傾船舶画像303h(図12参照)と、右後方に傾いている状態の船舶101の上面を表す右後傾船舶画像303i(図13参照)との計9枚が補助メモリ37に記憶されている。
In this embodiment, the ship image 303 includes a
また、補助メモリ37には、前方画像Pfにおける鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、後方画像Pbにおける鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、左方画像Plにおける鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、および右方画像Prにおける鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲についての各設定値が記憶されている。
Further, the
信号処理部29は、前処理部41と、画像補正部43と、切り出し処理部45と、画像合成部47とを備えている。これら前処理部41、画像補正部43、切り出し処理部45および画像合成部47は、マイクロコンピュータなどのハードウェアと、ハードウェア上で実行されるプログラムなどのソフトウェアとの協働によって実現される機能部である。
The
メモリ制御部33は、前処理部41、画像補正部43、切り出し処理部45および画像合成部47で、前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての画像データに所定の処理を行う際に主メモリ31から当該画像データを読み出し、且つ、前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての画像データに当該所定の処理を行った後に当該画像データを主メモリ31に書き込む。
The
前処理部41は、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rからそれぞれ取得される前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての画像データに対し、前処理として、デジタルクランプ、画素欠陥補正、ゲイン制御などの調整処理をそれぞれ施す。
The preprocessing
画像補正部43は、補助メモリ37に記憶されたフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの内部パラメータおよび外部パラメータを、メモリ制御部33を介して主メモリ31に読み出す。
The
そして、画像補正部43は、前方画像Pfについての画像データに対し、フロントカメラ13fの内部パラメータに基づき、広角歪みなどの歪みのない画像となるように変換する歪み補正を施す。画像補正部43は、後方画像Pbについての画像データに対しても、バックカメラ13bの内部パラメータに基づき、同様な歪み補正を施す。画像補正部43は、左方画像Plについての画像データに対しても、レフトカメラ13lの内部パラメータに基づき、同様な歪み補正を施す。画像補正部43は、右方画像Prについての画像データに対しても、ライトカメラ13rの内部パラメータに基づき、同様な歪み補正を施す。
Then, the
また、画像補正部43は、前方画像Pfについての画像データに対し、フロントカメラ13fの内部パラメータおよび外部パラメータに基づき、上方から見下ろしたような画像に変換する視点変換処理を施す。画像補正部43は、後方画像Pbについての画像データに対しても、バックカメラ13bの内部パラメータおよび外部パラメータに基づき、同様な視点変換処理を施す。画像補正部43は、左方画像Plについての画像データに対しても、レフトカメラ13lの内部パラメータおよび外部パラメータに基づき、同様な視点変換処理を施す。画像補正部43は、右方画像Prについての画像データに対しても、ライトカメラ13rの内部パラメータおよび外部パラメータに基づき、同様な視点変換処理を施す。
Further, the
切り出し処理部45は、補助メモリ37に記憶された、前方画像Pfの鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、後方画像Pbの鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、左方画像Plの鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、および右方画像Prの鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲についての各設定値を、メモリ制御部33を介して主メモリ31に読み出す。
The
そして、切り出し処理部45は、これら周辺画像Pf,Pb,Pl,Prにおける切り出し範囲の設定値に従って、上述の歪み補正および視点変換処理が施された後の前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての画像データをそれぞれ部分的に切り出すことにより、前方鳥瞰画像BEVf、後方鳥瞰画像BEVb、左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrについての部分鳥瞰画像データを作成する。
Then, the
信号処理部29は、そのような画像データの切り出し処理を行う際に、傾きセンサ40によって検出されるフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの傾きに基づき、前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての画像データの傾きと、部分鳥瞰画像301p(前方鳥瞰画像BEVf、後方鳥瞰画像BEVb、左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVr)の切り出し位置とを補正する。こうした補正は、電子ジンバルと呼ばれ、カメラの姿勢の動的な変化に起因した撮影画像の回転方向への変位をキャンセルする技術である。
When the
部分鳥瞰画像301pは、船体が波で揺れることによるカメラ13f,13b,13l,13rの向きの変化に伴って傾く。このような部分鳥瞰画像301pの傾きは、上述した視点変換処理を施している関係上、当該部分鳥瞰画像301pにおいて船体から離れるほど大きく見える。
The partial bird's-
これに対し、本実施形態では、上述の如く、鳥瞰画像301の作成において電子ジンバルを効かせているので、船舶101が揺れて傾いても、船舶101の姿勢に倣ったフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの傾き度合に合わせて、各部分鳥瞰画像301pの傾きが補正される。それによって、船体が波で揺れることに起因した部分鳥瞰画像301pの傾きを低減することができる。このことは、鳥瞰画像301をリアルタイムで表示したときの同画像301の揺れを軽減するのに有効である。このようにして作成された部分鳥瞰画像データは、メモリ制御部33によって主メモリ31に書き込まれる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, since the electronic gimbal is effective in creating the bird's-
画像合成部47は、主メモリ31に書き込まれた前方鳥瞰画像BEVf、後方鳥瞰画像BEVb、左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrについての4枚分の部分鳥瞰画像データをフレーム毎にメモリ制御部33によって読み出し、読み出された部分鳥瞰画像データを組み合わせると共に、船舶画像303の画像データを画像中心に位置するように合成することにより、鳥瞰画像301についての鳥瞰画像データを作成する。そうして作成された鳥瞰画像データは、メモリ制御部33によって主メモリ31に書き込まれる。
The
このとき、画像合成部47は、傾きセンサ40により検出される船舶101の傾きに基づき、補助メモリ37に記憶された複数の船舶画像303a,303b,303c,303d,303e,303f,303g,303h,303iのうちから当該船舶101の傾きに応じた姿勢の船舶画像303を選択する。ここで、船舶101の傾きに応じた姿勢の船舶画像303としては、傾きセンサ40により検出される船舶101の傾きが比較的小さいかまたはないと判断した場合に、無傾船舶画像303aが選択される。それ以外の場合において、当該船舶画像には、傾きセンサ40により検出される船舶101の傾き方向が前方、後方、左方、右方、左前方、右前方、左後方、右後方のうちどの方向であるかまたはどの方向に近いかを判断し、該当する方向への傾き姿勢の船舶画像303が選択される。
At this time, the
すなわち、船舶101の傾き方向が前方に該当すると判断した場合には、前傾船舶画像303bが選択される。船舶101の傾き方向が後方に該当すると判断した場合には、後傾船舶画像303cが選択される。船舶101の傾き方向が左方に該当すると判断した場合には、左傾船舶画像303dが選択される。船舶101の傾き方向が右方に該当すると判断した場合には、右傾船舶画像303eが選択される。船舶101の傾き方向が左前方に該当すると判断した場合には、左前傾船舶画像303fが選択される。船舶101の傾き方向が右前方に該当すると判断した場合に、右前傾船舶画像303gが選択される。船舶101の傾き方向が左後方に該当すると判断した場合には、左後傾船舶画像303hが選択される。船舶101の傾き方向が右後方に該当すると判断した場合には、右後傾船舶画像303iが選択される。
That is, when it is determined that the tilting direction of the
そして、画像合成部47は、選択した船舶画像303(303a,303b,303c,303d,303e,303f,303g,303hまたは303i)を含む鳥瞰画像についての鳥瞰画像データを作成する。こうして作成された鳥瞰画像データは、メモリ制御部33によって主メモリ31に書き込まれる。当該鳥瞰画像データが示す鳥瞰画像301は、上記電子ジンバルを利用した補正により、船舶101の揺れに起因する水面の揺動を抑えるように作成されている。
Then, the
主メモリ31に書き込まれた各フレームの鳥瞰画像データは、CPU35からの指令を受けてメモリ制御部33により読み出され、モニタ用ドライバ39に受け渡される。モニタ用ドライバ39は、主メモリ31から読み出された鳥瞰画像データに基づいてモニタ15を駆動する。これにより、モニタ15には、その鳥瞰画像データに基づく鳥瞰画像301がリアルタイム画像(ライブビュー)として表示される。
The bird's-eye view image data of each frame written in the
当該モニタ15の表示としては、船舶101が傾いていないときには、図5に示すように無傾船舶画像303aを含む鳥瞰画像301が表示される。船舶101が前方に傾いているときには、図6に示すように前傾船舶画像303bを含む鳥瞰画像301が表示される。船舶101が後方に傾いているときには、図7に示すように後傾船舶画像303cを含む鳥瞰画像301が表示される。船舶101が左方に傾いているときには、図8に示すように左傾船舶画像303dを含む鳥瞰画像301が表示される。船舶101が右方に傾いているときには、図9に示すように右傾船舶画像303eを含む鳥瞰画像301が表示される。船舶101が左前方に傾いているときには、図10に示すように左前傾船舶画像303fを含む鳥瞰画像301が表示される。船舶101が右前方に傾いているときには、図11に示すように右前傾船舶画像303gを含む鳥瞰画像301が表示される。船舶101が左後方に傾いているときには、図12に示すように左後傾船舶画像303hを含む鳥瞰画像301が表示される。船舶101が右後方に傾いているときには、図13に示すように右後傾船舶画像303iを含む鳥瞰画像301が表示される。このように船舶101の傾きに応じて船舶画像303が切り替えられることで、鳥瞰画像301にて船舶101の揺れが表現される。
As the display of the
この実施形態に係る船舶の周辺確認システム11によると、船舶101の傾きに応じた姿勢の船舶画像303を含む鳥瞰画像301を表示するようにしたので、鳥瞰画像301において、船舶101の揺れを直感的に把握することができ、船舶101の揺れによる傾きに起因した変位を見ることができる。しかも、鳥瞰画像301において、水面の揺動を抑えるようにしたので、船舶101の揺れをより認識しやすくすることができる。それにより、着岸時において船舶101と係留施設との距離を認識しやすくすることができる。その結果、船舶101の操縦を視覚情報により好適に支援することができ、操船の安全性を高めることができる。
According to the ship
− 実施形態の変形例 −
この変形例に係る船舶の周辺確認システム11では、船舶101の三次元データが9枚の船舶画像303の画像データに代えて補助メモリ37に記憶されている。この船舶の周辺確認システム11における制御装置21は、補助メモリ37に記憶された船舶101の三次元データに基づき、傾きセンサ40により検出される船舶101の傾きに応じた姿勢の船舶101を表す船舶画像303を生成し、その船舶画像303を含む鳥瞰画像301を作成する。
− Modified example of the embodiment −
In the ship
この変形例に係る船舶の周辺確認システム11によると、船舶101の三次元データに基づいて船舶101の傾きに応じた姿勢の船舶101を表す鳥瞰画像301を作成するようにしたので、鳥瞰画像301において、船舶101の傾き方向および傾き度合いを細分化して表すことができる。それにより、鳥瞰画像301で認識できる船舶101とその周辺の状況の現実感を高めることができる。
According to the ship
以上のように、ここに開示する技術の例示として、好ましい実施形態について説明した。しかし、ここに開示する技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須でない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることを以て、直ちにそれらの必須でない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。 As described above, preferred embodiments have been described as an example of the techniques disclosed herein. However, the technique disclosed herein is not limited to this, and can be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, etc. are made as appropriate. In addition, the components described in the attached drawings and the detailed description may include components that are not essential for solving the problem. Therefore, it should not be immediately determined that those non-essential components are essential by the fact that those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.
例えば、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。 For example, the above embodiment may have the following configuration.
上記実施形態では、船舶101が前方、後方、左方、右方、左前方、右前方、左後方および右後方に傾いた姿勢についての船舶101の上面を表す船舶画像303を各1枚ずつ計9枚分、補助メモリ37に記憶しておき、9枚の船舶画像303のうちから船舶101の傾きに応じた姿勢の船舶画像303を選択して、鳥瞰画像301を作成するとしたが、本開示の技術はこれに限らない。補助メモリ37には、船舶の前方、後方、左方および右方についての船舶の上面を示す4枚の船舶画像303のみが記憶され、これら4枚の船舶画像のうちから船舶の傾きに応じた船舶画像が選択されて、選択された船舶画像を含む鳥瞰画像を作成するようになっていてもよい。
In the above embodiment, one ship image 303 representing the upper surface of the
また、補助メモリ37には、船舶101の前方、後方、左方、右方、左前方、右前方、左後方および右後方についての船舶101の上面を表す船舶画像303が、船舶101の傾きの度合を複数段階に分けて複数枚ずつ記憶され、傾きセンサ40によって検出される船舶101の傾き方向および傾き度合に応じて、該当する傾き姿勢の船舶画像303を含む鳥瞰画像301を作成するようになっていてもよい。また、船舶画像での船舶101の傾き方向は、上述した8方向よりも細分化されていても構わない。要は、鳥瞰画像301として、船舶101の傾きに応じた姿勢の船舶画像303を作成し、モニタ15に表示させるようになっていればよい。
Further, in the
上記実施形態では、船舶の周辺確認システム11がフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの4台のカメラを備えるとしたが、本開示の技術はこれに限らない。船舶の周辺確認システム11が備えるカメラの台数は、3台以下であっても5台以上であってもよく、鳥瞰画像301が作成できれば、任意の台数のカメラを採用することができる。
In the above embodiment, the ship's
上記実施形態では、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rは半天球カメラであるとしたが、本開示の技術はこれに限らない。半天球カメラは、カメラの一例に過ぎず、広角レンズを備えたカメラの他、標準レンズを備えたカメラを用いてもよく、任意のカメラを採用することができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、船舶の周辺確認システム11によって作成される鳥瞰画像301が船舶101の周辺を全方位に亘って示す画像である場合を例に挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限らない。例えば、鳥瞰画像301は、船舶101の前側および左右両側のみを示す画像や船舶101の後側および左右両側のみを示す画像など、船舶101の周辺を部分的に示す画像であってもよい。
In the above embodiment, the case where the bird's-
上記実施形態では、船舶の周辺確認システム11によって作成される鳥瞰画像301が船舶101に設置されたモニタ15に表示される場合を例に挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限らない。例えば、船舶の周辺確認システム11は、遠隔操船を行う場合に利用され得るものであって、作成した鳥瞰画像301を管制センターに送信し、管制センターに設置されたモニタに当該鳥瞰画像301を表示するようになっていてもよい。
In the above embodiment, the case where the bird's-
上記実施形態では、船舶の周辺確認システム11において、船舶101および各カメラ13f,13b,13l,13rの傾きを検出するのに、ジャイロセンサ17および加速度センサ19からなる傾きセンサ40を用いるとしたが、本開示の技術はこれに限らない。傾きセンサ40は、船舶101および各カメラ13f,13b,13l,13rの傾きを検出する傾き検出手段の一例に過ぎず、傾き検出手段は、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの少なくとも1つのカメラと制御装置21とで構成され、当該カメラによって撮影された船舶101の周辺画像を制御装置21で解析することにより、船舶101の傾きを検出するようになっていてもよい。
In the above embodiment, in the ship
以上説明したように、本開示の技術は、船舶の運転支援に用いられる周辺確認システムについて有用である。 As described above, the technique of the present disclosure is useful for a peripheral confirmation system used for ship operation support.
A…光軸
BEVf…前方鳥瞰画像
BEVb…後方鳥瞰画像
BEVl…左方鳥瞰画像
BEVr…右方鳥瞰画像
Pf…前方画像(周辺画像)
Pb…後方画像(周辺画像)
Pl…左方画像(周辺画像)
Pr…右方画像(周辺画像)
Rf,Rb,Rl,Rr…撮影範囲
11…船舶の周辺確認システム
13f…フロントカメラ
13b…バックカメラ
13l…レフトカメラ
13r…ライトカメラ
15…モニタ
17…ジャイロセンサ
19…加速度センサ
21…制御装置
23…広角レンズ
25…操作部
29…信号処理部
31…主メモリ
33…メモリ制御部
35…CPU
37…補助メモリ
39…モニタ用ドライバ
40…傾きセンサ(傾き検出手段)
41…前処理部
43…画像補正部
45…切り出し処理部
47…画像合成部
101…船舶
103…船室
104…フライングデッキ
105…バウデッキ
107…スターンデッキ
109,110…支柱
111…左舷のガンネル
112…右舷のガンネル
113…喫水線
115…操舵席
201…画像
301…鳥瞰画像
301p…部分鳥瞰画像
303…船舶画像
303a…無傾船舶画像
303b…前傾船舶画像
303c…後傾船舶画像
303d…左傾船舶画像
303e…右傾船舶画像
303f…左前傾船舶画像
303g…右前傾船舶画像
303h…左後傾船舶画像
303i…右後傾船舶画像
A ... Optical axis BEVf ... Front bird's-eye view image BEVb ... Rear bird's-eye view image BEVl ... Left bird's-eye view image BEVr ... Right bird's-eye view image Pf ... Front image (peripheral image)
Pb ... Rear image (peripheral image)
Pl ... Left image (peripheral image)
Pr ... Right image (peripheral image)
Rf, Rb, Rl, Rr ...
37 ...
41 ...
Claims (4)
前記カメラの撮影により取得された画像に基づいて前記船舶および該船舶の周辺を鳥瞰的に表す鳥瞰画像を作成する制御装置と、
前記制御装置により作成された前記鳥瞰画像を表示する表示装置と、を備える船舶の周辺確認システムであって、
前記船舶の傾きを検出する傾き検出手段をさらに備え、
前記制御装置は、前記傾き検出手段により検出される前記船舶の傾きに基づき、前記鳥瞰画像として、当該船舶の傾きに応じた姿勢の当該船舶を表す画像を作成し、前記表示装置に表示させる
ことを特徴とする船舶の周辺確認システム。 A camera that takes a picture of the area around the ship,
A control device that creates a bird's-eye view image of the ship and its surroundings based on the image acquired by the camera.
A ship peripheral confirmation system including a display device for displaying the bird's-eye view image created by the control device.
Further provided with an inclination detecting means for detecting the inclination of the ship,
Based on the inclination of the ship detected by the inclination detecting means, the control device creates an image representing the ship in a posture corresponding to the inclination of the ship as the bird's-eye view image and displays it on the display device. A ship peripheral confirmation system featuring.
前記制御装置は、前記傾き検出手段により検出される前記船舶の傾きに基づき、当該船舶の揺れに起因する水面の揺動を抑えるように前記鳥瞰画像を作成する
ことを特徴とする船舶の周辺確認システム。 In the ship peripheral confirmation system according to claim 1,
The control device creates a bird's-eye view image of the ship based on the inclination of the ship detected by the inclination detecting means so as to suppress the shaking of the water surface caused by the shaking of the ship. system.
互いに異なる姿勢の前記船舶を表す複数の船舶画像が記憶されたメモリを備え、
前記制御装置は、前記メモリに記憶された前記複数の船舶画像から前記傾き検出手段により検出される前記船舶の傾きに応じた姿勢の前記船舶画像を選択し、前記鳥瞰画像として、選択した該船舶画像を含む画像を作成する
ことを特徴とする船舶の周辺確認システム。 In the ship peripheral confirmation system according to claim 1 or 2.
It has a memory in which a plurality of ship images representing the ships in different postures are stored.
The control device selects the ship image of the posture corresponding to the tilt of the ship detected by the tilt detecting means from the plurality of ship images stored in the memory, and selects the ship as the bird's-eye view image. A ship peripheral confirmation system characterized by creating an image including an image.
前記船舶の三次元データが記憶されたメモリを備え、
前記制御装置は、前記メモリに記憶された前記船舶の三次元データに基づき、前記鳥瞰画像として、前記傾き検出手段により検出される前記船舶の傾きに応じた姿勢の当該船舶を表す画像を作成する
ことを特徴とする船舶の周辺確認システム。
In the ship peripheral confirmation system according to claim 1 or 2.
It has a memory in which the three-dimensional data of the ship is stored.
Based on the three-dimensional data of the ship stored in the memory, the control device creates, as the bird's-eye view image, an image representing the ship in a posture corresponding to the tilt of the ship detected by the tilt detecting means. A ship peripheral confirmation system characterized by this.
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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