JP2021123318A - Automatic maneuvering system - Google Patents
Automatic maneuvering system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021123318A JP2021123318A JP2020020569A JP2020020569A JP2021123318A JP 2021123318 A JP2021123318 A JP 2021123318A JP 2020020569 A JP2020020569 A JP 2020020569A JP 2020020569 A JP2020020569 A JP 2020020569A JP 2021123318 A JP2021123318 A JP 2021123318A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- automatic
- ship maneuvering
- tracking target
- tracking
- sonar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
本発明は、水中移動物体を探知し、これを自動追尾する自動操船システムに関する。 The present invention relates to an automatic ship maneuvering system that detects an underwater moving object and automatically tracks it.
USV(Unmanned Surface Vehicle)とUUV(Unmanned Underwater Vehicle)からなる無人航走体を用いた測量において、測量船が、ソーナーやレーダーからの信号や無人航走体からの通信に基づき無人航走体の位置を把握し、無人航走体の管制及び観測データの通信を円滑に行うのに適した位置に自船を自動で移動する位置保持システム(DPS: Dynamic Positioning System)が提案されている(特許文献1)。 In a survey using an unmanned vehicle consisting of a USV (Unmanned Surface Vehicle) and a UUV (Unmanned Underwater Vehicle), the surveying vessel uses signals from the sonar and radar and communications from the unmanned vehicle. A Positioning System (DPS) that grasps the position and automatically moves the ship to a position suitable for controlling the unmanned vehicle and smoothly communicating observation data has been proposed (Patent). Document 1).
また、スキャンニングソナーを搭載する無人魚群探知船に衛星航法受信装置を搭載し、無人魚群探知船に魚群を自動追尾させるとともに、魚群情報を漁船に無線通信させるシステムが知られている(特許文献2)。 In addition, a system is known in which a satellite navigation receiver is mounted on an unmanned fish finder equipped with a scanning sonar, the unmanned fish finder automatically tracks the school of fish, and the fish school information is wirelessly communicated to the fishing vessel (Patent Document). 2).
しかし、従来の自動操船システムでは、複数の対象物の中から選択的に対象物とすることは考慮されていない。 However, in the conventional automatic ship maneuvering system, it is not considered to selectively select an object from a plurality of objects.
本発明は、水中の複数の対象物を選択的に追尾可能な自動操船システムを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an automatic ship maneuvering system capable of selectively tracking a plurality of objects in water.
本発明の自動操船システムは、操船手段と、ソーナーと、ソーナーにより複数の対象物を探知し、対象物を識別する対象物識別手段と、識別された対象物のうちの1つを選択する選択手段と、選択された対象物を所定条件のもと追尾するように操船手段を制御する自動追尾手段とを備えることを特徴としている。 The automatic ship maneuvering system of the present invention detects a plurality of objects by the ship maneuvering means, the sonar, and the sonar, and selects one of the object identification means for identifying the object and the identified object. It is characterized by including means and automatic tracking means for controlling the ship maneuvering means so as to track the selected object under predetermined conditions.
また、対象物識別手段が追尾対象をロストしたときに、警告を発する警告手段を備えてもよい。対象物識別手段は、追尾対象の分裂を認識可能であり、分裂が認識されると、選択手段による新たな選択を促す構成であってもよい。 Further, a warning means for issuing a warning when the object identification means loses the tracking target may be provided. The object identification means can recognize the division of the tracking target, and when the division is recognized, it may be configured to encourage new selection by the selection means.
また、本発明の船舶は、上記自動操船システムを備えることを特徴としている。 Further, the ship of the present invention is characterized by including the above-mentioned automatic ship maneuvering system.
本発明によれば、水中の複数の対象物を選択的に追尾可能な自動操船システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an automatic ship maneuvering system capable of selectively tracking a plurality of objects in water.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態の自動操船システムの使用状態を示す模式図であり、図2は同自動操船システムの概略的なブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a usage state of the automatic ship maneuvering system according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic block diagram of the automatic ship maneuvering system.
自動操船システム10は船舶12に搭載され、例えば水中を独立して自律的に移動する複数の移動体(例えばA〜D)をソーナー14で探知する。ソーナー14は、例えば全周型のソーナーであり、レンジやティルトは適宜ユーザにより設定される。また、半周などに水平探知角を変更可能な構成であってもよく、必ずしも全周型でなくともよい。
The automatic
図2に示されるように、自動操船システム10は、ダイナミックポジショニング(DP)制御システム16を中心に構成される。DP制御システム16には、GPS、Galileo、GLONASS、Q2SS、BeiDou、IRNSS、GNSSやロラン等を含む測位システム18が接続されるともに、各種スラスター、推進電動機、ポンプジェットスラスタ、ウォータージェット、ポッドプロペラ、ラダー、エンジン等、船舶12の操縦に関わる操船機構20が接続される。また、本実施形態のDP制御システム16には、風速センサや風向センサ等、操船に影響する外乱を検知するための外乱センサ22が接続されるとともに、ソーナー14の制御およびソーナー14のデータ解析を行うソーナーシステム24が接続される。
As shown in FIG. 2, the automatic
DP制御システム16は、測位システム18の信号に基づき船舶12の位置および向きを算出するとともに、ソーナーシステム24からの信号に基づき、操船機構20の各装置の制御量を算出して制御指令を出力する。また、外乱センサ22からの信号に基づき、操船機構20へ出力される制御量の補正が行われる。
The
図3は、DP制御システム16のブロック図である。DP制御システム16は、制御装置26、操作部28、表示部30などから主に構成される。操作部28は、キーボード、ジョイスティック、ダイヤル、表示燈や各種操作スイッチ類、タッチパネルなど入力装置を備える。制御装置26には、例えば操作部28を通してユーザにより自動操船に必要な各種設定が入力される。また、表示部30は、画像表示が可能なモニタや各種表示器を備え、ソーナー14によるスキャンニング画像や各種設定情報など必要な情報が表示される。
FIG. 3 is a block diagram of the
図4は、表示部30に設けられたモニタ画面32の画像表示の一例を示す模式図である。モニタ画面32には、例えばソーナー14のスキャンニングに基づき生成されるスキャンニング画像が円形領域(スキャンニング画像領域)34に表示される。本実施形態の自動操船システム10は、DP制御シスステム16またはソーナーシステム24に、スキャンニング画像中から一定の条件を満たす移動体を画像認識処理により認知し、これらに識別子を付与する対象物識別機能を備える。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of an image display of the
対象物識別機能は、複数の移動体を同時に認識しモニタすることができ、図4では、図1に例示される4つの移動体A〜Dが識別され継続的にモニタされる。本図では、移動体として水中ロボットなどが想定され、例えば、スキャンニング画像領域34には、移動体A〜Dに対応する4つの影が表示される。これら4つの移動体は、対象物識別機能により認識され、各々を認識するための識別子が自動で付与される。図4の例ではアルファベットなどの順序列(A〜D)が識別しとして付与されるが、ID番号などであってもよい。また、モニタ画面32の例えば右側には、認知され識別子が与えられた移動体A〜Dに関わる移動体情報が各々移動体情報領域36A〜36Dに表示される。
The object identification function can simultaneously recognize and monitor a plurality of moving objects, and in FIG. 4, the four moving objects A to D exemplified in FIG. 1 are identified and continuously monitored. In this figure, an underwater robot or the like is assumed as the moving body. For example, four shadows corresponding to the moving bodies A to D are displayed in the
移動体情報には、上記識別子の他、移動体までの水平距離、方位、深度、移動方向、移動速度および移動体の大きさなどの移動体のステータス情報が含まれる。ステータス情報には、例えば、その移動体に関する情報の信頼性や、現在追尾対象として選択されているか、適正に補足されているか、あるいはロストされたかなどの情報が含まれる。 In addition to the above identifier, the moving body information includes the status information of the moving body such as the horizontal distance to the moving body, the direction, the depth, the moving direction, the moving speed, and the size of the moving body. The status information includes, for example, the reliability of the information about the moving object, and information such as whether it is currently selected as a tracking target, properly supplemented, or lost.
モニタ画面32には、例えばカーソル32Aが表示され、マウスや矢印キー、ジョイスティックなどの操作部材を操作することでユーザは、画面上の任意の移動体を追尾対象として選択できる。なお、モニタ画面32にタッチパネルを用いる場合には、カーソル32Aを用いることなく直接画面上で移動体を選択できる。図4では、移動体Bが選択された状態が示される。追尾対象としての移動体が選択され、所定の操作で選択が決定されると、DP制御システム16は、自動追尾処理を開始し、測位システム18や外乱センサ22の情報を参照しながら、選択された移動体Bを一定の追尾方法(条件)で追尾する制御信号が操船機構20へと出力される。なお、追尾方法(条件)は、例えば、追尾対象までの距離、方位および追尾する際の船首方位などである。なお、追尾対象として選択された移動体Bおよびその移動体情報36Bは、追尾対象として選択されたことが分かるように、その表示がその他の移動体A、C、Dや移動体情報領域36A、36C、36Dとは異なる形や色で表示される。
For example, a
図5には、移動体Bの追尾を開始してから一定時間が経過した状態が例示される。例示されるスキャンニング画像領域34では、+印で示される円の中心が船舶12の位置を示し、画面上方が船首方向に対応する。本実施形態では、追尾対象に船首を向けて移動体Bの追尾が行われる。図5では、移動体A〜Cが補足されており、移動体Dはロストされた状態にある。したがって、移動体情報領域36A〜36Cには各移動体A〜Dまでの水平距離、方位、深度と、移動体を補足していることを示すステータス情報が表示され、移動体情報領域36Dの水平距離、方位、深度はヌル状態となり、ステータス情報としてロストされたことが表示される。
FIG. 5 illustrates a state in which a certain time has passed since the tracking of the moving body B was started. In the illustrated
図6、図7は、魚群のように、影の形状が変形するとともに大きさが変化し、集合分離を繰り返されるようなものを移動体として取り扱う場合を例示する。 6 and 7 exemplify a case where a moving body is treated as a school of fish, in which the shape of the shadow is deformed and the size is changed and the collective separation is repeated.
図6では、対象物識別機能により3つの魚群A〜Cが認知・モニタされ、魚群Aが例えば追尾対象として選択されている。図7では、追尾対象Aが2つに分裂し、対象物識別機能により新たに移動体Dが認知・モニタされる状態が示される。このとき、魚群Aとされた移動体を追尾対象に維持するとともに、例えばユーザへの警告を行い、移動体A、Dが強調表示される。また、何れかを新たに追尾対象として選択するように促す表示がモニタ画面32上に表示される。また、あらかじめ移動体が分裂した場合に、追尾対象として継続して選択する移動体の情報に関する条件をユーザが選定しておくことにより、警告を行いつつ追尾制御を継続することが出来る。この条件とは、移動体の大きさや情報の信頼性などである。また、大きな魚群と小さな魚群など、あらかじめ追尾する対象の特徴を定義しておき、分裂時に自動的に追尾対象を指定してもよい。さらに、追尾対象の群知能シミュレーションにより追尾対象の行動を予測し、その予測結果をもとに追尾対象を指定する事もできる。
In FIG. 6, three fish schools A to C are recognized and monitored by the object identification function, and the fish school A is selected as, for example, a tracking target. FIG. 7 shows a state in which the tracking target A is divided into two, and the moving body D is newly recognized and monitored by the object identification function. At this time, the moving body designated as the school of fish A is maintained as the tracking target, a warning is given to the user, for example, and the moving bodies A and D are highlighted. In addition, a display prompting the user to newly select any of them as the tracking target is displayed on the
図8は、自動操船システム10で実行される自動操船処理のフローチャートである。自動操船処理が開始されると、ステップS100において追尾方法(条件)の設定処理が行われ、ユーザは操作部28を通して追尾方法を設定する。設定処理S100が終了すると、ステップS102において、ソーナーシステム24の信号に基づきソーナーデータの解析処理により対象物識別が行われ、移動体のラベリング(識別子の付与)と各移動体の情報が表示される。
FIG. 8 is a flowchart of the automatic ship maneuvering process executed by the automatic
ステップS104では、追尾対象の選択が既に行われているかが判定される。選択されていない場合には、ステップS106において、カーソル32Aを用いて追尾対象の選択処理が実行される。追尾対象が選択されるとステップS108において、選択された追尾対象に対して自動追尾を行うための処理が開始され、自動追尾処理に基づく操船機構20の制御が開始される。ステップS110では、自動操船処理の終了指示が出されたかが判定され、終了が指示された場合には本処理を終了し、そうでない場合には、ステップS102以下の処理が繰り返される。
In step S104, it is determined whether the tracking target has already been selected. If it is not selected, in step S106, the tracking target selection process is executed using the
また、ステップS104において、追尾対象が既に選択されている場合には、ステップS112において追尾対象がロストされていないかが確認され、ロストされていなければ、ステップS108以降の処理が実行される。一方、ステップS112において追尾対象がロストされたと判定されると、ステップS114で、画面表示などの視覚情報や音などの聴覚を用いた警告処理を実行し、ステップS115で追尾対象の行動に関する推定演算を行う。追尾対象の推定演算に基づきステップS116で追尾対象が再捕捉された場合にはステップS108にて自動追尾処理を再開し、追尾対象が再捕捉されない場合には、ステップS104において、追尾対象の選択がなされていない物として自動操船処理が継続される。なお、追尾対象が分裂した際には、ステップS102において警告処理を行い、ステップS104では、追尾対象が選択されていないとして、ステップS106の追尾対象選択処理が実行される。 If the tracking target has already been selected in step S104, it is confirmed in step S112 whether the tracking target has been lost, and if it has not been lost, the processes after step S108 are executed. On the other hand, if it is determined in step S112 that the tracking target has been lost, warning processing using visual information such as screen display and hearing such as sound is executed in step S114, and estimation calculation regarding the behavior of the tracking target is performed in step S115. I do. If the tracking target is recaptured in step S116 based on the estimation calculation of the tracking target, the automatic tracking process is restarted in step S108, and if the tracking target is not recaptured, the tracking target is selected in step S104. The automatic ship maneuvering process is continued as an unfinished item. When the tracking target is divided, a warning process is performed in step S102, and in step S104, it is assumed that the tracking target has not been selected, and the tracking target selection process in step S106 is executed.
以上のように、本実施形態によれば、水中の複数の対象物を視覚的に認識することができ、その中から選択的に追尾対象とする対象物を選択可能である。また、カーソルやタッチパネルを用いて追尾対象を簡単に選択することができ、追尾対象を含む複数の移動体の位置関係を常に把握することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to visually recognize a plurality of objects in water, and it is possible to selectively select an object to be tracked from among them. In addition, the tracking target can be easily selected using the cursor or the touch panel, and the positional relationship of a plurality of moving objects including the tracking target can always be grasped.
10 自動操船システム
12 船舶
14 ソーナー
16 DP制御システム
18 測位システム
20 操船機構
22 外乱センサ
24 ソーナーシステム
32 モニタ画面
34 スキャンニング画像領域
36A〜36D 移動体情報領域
10 Automatic
Claims (4)
ソーナーと、
前記ソーナーにより複数の対象物を探知し、前記対象物を識別する対象物識別手段と、
識別された前記対象物のうちの1つを選択する選択手段と、
前記選択された対象物を所定条件のもと追尾するように前記操船手段を制御する自動追尾手段と
を備えることを特徴とする自動操船システム。 Ship maneuvering means and
With sonar
An object identification means for detecting a plurality of objects by the sonar and identifying the objects,
A selection means for selecting one of the identified objects, and
An automatic ship maneuvering system including an automatic tracking means for controlling the ship maneuvering means so as to track the selected object under a predetermined condition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020020569A JP2021123318A (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Automatic maneuvering system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020020569A JP2021123318A (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Automatic maneuvering system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021123318A true JP2021123318A (en) | 2021-08-30 |
Family
ID=77459089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020020569A Pending JP2021123318A (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Automatic maneuvering system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021123318A (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6280577A (en) * | 1985-10-03 | 1987-04-14 | Hitachi Zosen Corp | Fish finding method |
JPH11316277A (en) * | 1998-05-06 | 1999-11-16 | Furuno Electric Co Ltd | Scanning sonar for automatically tracking school of fish |
JP2003315453A (en) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Furuno Electric Co Ltd | Automatic tracking system scanning sonar |
JP2008268183A (en) * | 2007-03-26 | 2008-11-06 | Furuno Electric Co Ltd | Underwater detection device |
US20130271301A1 (en) * | 2012-04-17 | 2013-10-17 | Garmin Switzerland Gmbh | Marine vessel display system |
JP2019043289A (en) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 株式会社Ihi | Cruising controller and cruising control method |
JP2020020621A (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 古野電気株式会社 | Echo signal processor, echo signal processing system, and echo signal processing method |
-
2020
- 2020-02-10 JP JP2020020569A patent/JP2021123318A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6280577A (en) * | 1985-10-03 | 1987-04-14 | Hitachi Zosen Corp | Fish finding method |
JPH11316277A (en) * | 1998-05-06 | 1999-11-16 | Furuno Electric Co Ltd | Scanning sonar for automatically tracking school of fish |
JP2003315453A (en) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Furuno Electric Co Ltd | Automatic tracking system scanning sonar |
JP2008268183A (en) * | 2007-03-26 | 2008-11-06 | Furuno Electric Co Ltd | Underwater detection device |
US20130271301A1 (en) * | 2012-04-17 | 2013-10-17 | Garmin Switzerland Gmbh | Marine vessel display system |
JP2019043289A (en) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 株式会社Ihi | Cruising controller and cruising control method |
JP2020020621A (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 古野電気株式会社 | Echo signal processor, echo signal processing system, and echo signal processing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2022263451B2 (en) | Systems and methods for controlling operations of marine vessels | |
US11314248B2 (en) | Unmanned vehicle control and sonar operation in a marine environment | |
US10338800B2 (en) | Enhanced pilot display systems and methods | |
JP6293960B1 (en) | Collision avoidance support system | |
US10921802B2 (en) | Handheld device for navigating a marine vessel | |
JP6882042B2 (en) | Server system and method | |
KR20130121744A (en) | Device and method for displaying information | |
US10114470B2 (en) | Using motion sensing for controlling a display | |
US20220381906A1 (en) | Steering assemblies and associated methods | |
JP2018122762A (en) | Underwater Search Method and Underwater Search System | |
JP2012203682A (en) | Display method of on-board control device for underwater sailing body | |
US11022441B2 (en) | Marine electronic device for generating a route based on water depth | |
JP2021123318A (en) | Automatic maneuvering system | |
KR101595695B1 (en) | Whale Monitoring system apparatus using ultrasonic underwater sensor | |
WO2015160722A1 (en) | Sonar user interface systems and methods | |
US9952050B2 (en) | Method, system and device for remotely notifying information | |
US20160121980A1 (en) | Method, system and device for remotely notifying information | |
EP4006580A1 (en) | Improved sonar display features | |
US20230394771A1 (en) | Augmented Reality Tracking of Unmanned Systems using Multimodal Input Processing | |
EP4047313A1 (en) | Tidal current information display device | |
JP2018130998A (en) | Underwater searching method and underwater searching system | |
KR101991002B1 (en) | Apparatus and method for controlling route of maritime vehicle | |
JP2022085499A (en) | Operation supporting device for underwater observation system and operation supporting method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20220105 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220913 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221108 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20221108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230307 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230905 |