JP2021136466A

JP2021136466A - 船舶の操船のためのシステム、方法、および船舶

Info

Publication number: JP2021136466A
Application number: JP2020028704A
Authority: JP
Inventors: 宏平寺田; Kohei Terada
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-09-13
Also published as: US20210261229A1; US11572147B2

Abstract

【課題】本開示の目的は、操船のための情報を事前に取得していなくても、操船を容易に行うことができる船舶のためのシステム及び方法を提供することにある。【解決手段】カメラは、船舶の周囲の画像を示す画像データを生成する。コントローラは、画像データを取得する。コントローラは、画像データから、特定のマークを示す画像を認識する。コントローラは、制御データを参照して、画像データから認識された特定のマークに対応する操船情報を取得する。制御データは、特定のマークと、船舶の操船のための操船情報との関係を規定する。【選択図】図６

Description

本発明は、船舶の操船のためのシステム、方法、および船舶に関する。

船舶の操船には、高い技術を要するものがある。例えば、岸壁、或いは桟橋などの着岸位置に船舶を適切に着岸させることは容易ではない。特に、着岸位置の広さ、或いは着岸位置への適正な進入角度などの操船のための情報は、港ごとに個々に異なる。操船者にとって不慣れな港では、それらの操船のための情報を事前に取得することは困難である。

或いは、港において船舶の進入禁止エリアが設けられている場合がある。しかし、操船者にとって不慣れな港では、操船者が進入禁止エリアの存在を把握し難いことがある。従って、操船者にとって不慣れな港において操船を行うことは容易ではない。

また、近年、船舶をコントローラによって自動的に移動させる自動制御の技術が提供されている。しかし、上述した操船のための情報をコントローラが記憶していない港では、自動制御によって船舶を操船することは困難である。

本開示の目的は、操船のための情報を事前に取得していなくても、操船を容易に行うことができる船舶のためのシステム及び方法を提供することにある。

本開示の第１の態様に係るシステムは、船舶の操船のためのシステムであって、カメラとコントローラとを備える。カメラは、船舶の周囲を撮影する。カメラは、船舶の周囲の画像を示す画像データを生成する。コントローラは、画像データを取得する。コントローラは、画像データから、特定のマークを示す画像を認識する。コントローラは、制御データを参照して、画像データから認識された特定のマークに対応する操船情報を取得する。制御データは、特定のマークと、船舶の操船のための操船情報との関係を規定する。

本開示の第２の態様に係る方法は、以下の処理を備える。第１の処理は、船舶の周囲の画像を示す画像データを取得することである。第２の処理は、画像データから、特定のマークを示す画像を認識することである。第３の処理は、制御データを参照して、画像データから認識されたマークに対応する操船情報を取得することである。制御データは、特定のマークと、船舶の操船のための操船情報との関係を規定する。

本開示の第３の態様に係る船舶は、カメラとコントローラとを備える。カメラは、船舶の周囲を撮影する。カメラは、船舶の周囲の画像を示す画像データを生成する。コントローラは、画像データを取得する。コントローラは、画像データから、特定のマークを示す画像を認識する。コントローラは、制御データを参照して、画像データから認識された特定のマークに対応する操船情報を取得する。制御データは、特定のマークと、船舶の操船のための操船情報との関係を規定する。

本開示によれば、カメラによって撮影された船舶の周囲の画像から、特定のマークを示す画像が認識される。特定のマークには、船舶の操船のための操船情報が関連付けられている。従って、画像から認識された特定のマークから、船舶が位置しているエリアでの操船情報を取得することができる。それにより、操船のための情報を事前に取得していなくても、操船を容易に行うことができる。

実施形態に係る船舶の側面図である。船舶の上面図である。船舶の側面断面図である。船舶の操船のためのシステムを示す模式図である。第２コントローラによって実行される処理を示すフローチャートである。俯瞰画像の一例を示す図である。制御データの一例を示す表である。

以下、実施形態に係る船舶について図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る船舶１の側面図である。図２は、船舶１の上面図である。本実施形態において、船舶１は、ジェットボートまたはスポーツボートと呼ばれるタイプの船である。

船舶１は、船体２と、左推進機３Ａと、右推進機３Ｂとを含む。船体２は、デッキ１１とハル１２とを含む。ハル１２は、デッキ１１の下方に配置されている。デッキ１１には、操船席１３が配置されている。左推進機３Ａと右推進機３Ｂとは、船体２に取り付けられている。左推進機３Ａと右推進機３Ｂとは、ジェット推進機である。

図３は、船舶１の側面断面図である。図３においては左推進機３Ａの一部が断面で示されている。図３に示すように、左推進機３Ａは、船体２に収容されている。左推進機３Ａは、左エンジン４Ａと、第１ジェットポンプ５Ａと、第１ノズル６Ａと、第１リバースゲート７Ａとを含む。左エンジン４Ａは、第１ジェットポンプ５Ａに接続されている。第１ジェットポンプ５Ａは、左エンジン４Ａによって駆動されることで、船体２のまわりの水を吸い込んで噴射する。それにより、第１ジェットポンプ５Ａは、船体２を移動させる推進力を発生させる。

第１ジェットポンプ５Ａは、ドライブシャフト２１と、インペラ２２と、ポンプハウジング２３とを含む。ドライブシャフト２１は、カップリング２４を介して、左エンジン４Ａの出力軸２５に接続されている。インペラ２２は、ドライブシャフト２１に接続されている。インペラ２２は、ポンプハウジング２３内に配置されている。インペラ２２は、ドライブシャフト２１とともに回転して、水吸引口２６から水を吸引する。インペラ２２は、吸引した水をポンプハウジング２３の噴射口から後方に噴射させる。

第１ノズル６Ａは、第１ジェットポンプ５Ａの後方に配置されている。第１ノズル６Ａは、左右に揺動可能に配置されている。第１ノズル６Ａは、第１ジェットポンプ５Ａからの水の噴射方向を左右方向に転換する。第１リバースゲート７Ａは、第１ノズル６Ａの後方に配置されている。第１リバースゲート７Ａは、前進位置と後進位置とに切換可能に配置されている。第１リバースゲート７Ａが前進位置と後進位置とに切り換えられることで、第１ジェットポンプ５Ａからの噴流の方向が変更される。それにより、船舶１の前進と後進とが切り換えられる。

右推進機３Ｂは、左推進機３Ａと同様の構成を有している。図１に示すように、右推進機３Ｂは、右エンジン４Ｂと、第２ジェットポンプ５Ｂと、第２ノズル６Ｂと、第２リバースゲート７Ｂとを含む。右エンジン４Ｂと、第２ジェットポンプ５Ｂと、第２ノズル６Ｂと、第２リバースゲート７Ｂは、左エンジン４Ａと、第１ジェットポンプ５Ａと、第１ノズル６Ａと、第１リバースゲート７Ａと同様であるため、詳細な説明を省略する。

図４は、船舶１の操船のためのシステムを示す模式図である。図４に示すように、船舶１は、第１コントローラ１０を含む。第１コントローラ１０は、ＣＰＵなどのプロセッサと、ＲＡＭ，ＲＯＭなどのメモリとを含む。第１コントローラ１０は、船舶１を制御するようにプログラムされている。

船舶１は、第１ステアリングアクチュエータ３１Ａと第１シフトアクチュエータ３２Ａとを含んでいる。第１コントローラ１０は、左エンジン４Ａ、第１ステアリングアクチュエータ３１Ａ、及び第１シフトアクチュエータ３２Ａと通信可能に接続されている。

第１ステアリングアクチュエータ３１Ａは、左推進機３Ａの第１ノズル６Ａに接続されている。第１ステアリングアクチュエータ３１Ａは、第１ノズル６Ａのノズル角度を変更する。ノズル角度は、船舶１の前後方向に対する第１ノズル６Ａから後方に延びる第１ノズル６Ａの軸線の角度である。第１ステアリングアクチュエータ３１Ａは、例えば電動モータである。或いは、第１ステアリングアクチュエータ３１Ａは、油圧シリンダ等の他のアクチュエータであってもよい。

第１シフトアクチュエータ３２Ａは、左推進機３Ａの第１リバースゲート７Ａに接続されている。第１シフトアクチュエータ３２Ａは、第１リバースゲート７Ａの位置を前進位置と後進位置とに切り換える。第１シフトアクチュエータ３２Ａは、例えば電動モータである。或いは、第１シフトアクチュエータ３２Ａは、油圧シリンダ等の他のアクチュエータであってもよい。

船舶１は、第２ステアリングアクチュエータ３１Ｂと第２シフトアクチュエータ３２Ｂとを含んでいる。第２ステアリングアクチュエータ３１Ｂは、右推進機３Ｂの第２ノズル６Ｂに接続されている。第２シフトアクチュエータ３２Ｂは、右推進機３Ｂの第２リバースゲート７Ｂに接続されている。第２ステアリングアクチュエータ３１Ｂと第２シフトアクチュエータ３２Ｂとは、上述した第１ステアリングアクチュエータ３１Ａ及び第１シフトアクチュエータ３２Ａと同様である。第１コントローラ１０は、第２ステアリングアクチュエータ３１Ｂ、及び第２シフトアクチュエータ３２Ｂと通信可能に接続されている。

船舶１は、ステアリング部材１４と、第１スロットル部材１５Ａと、第２スロットル部材１５Ｂとを含んでいる。第１コントローラ１０は、ステアリング部材１４と、第１スロットル部材１５Ａと、第２スロットル部材１５Ｂと通信可能に接続されている。ステアリング部材１４と、第１スロットル部材１５Ａと、第２スロットル部材１５Ｂとは、操船席１３に配置されている。

第１スロットル部材１５Ａと、第２スロットル部材１５Ｂとは、エンジン４Ａ，４Ｂの出力の調整、及び前後進の切換のために操作される。第１スロットル部材１５Ａと、第２スロットル部材１５Ｂとは、それぞれレバーを含む。ただし、第１スロットル部材１５Ａと第２スロットル部材１５Ｂとは、スイッチなどのレバーと異なる部材を含んでもよい。

第１コントローラ１０は、第１スロットル部材１５Ａの操作量に応じて、左エンジン４Ａの回転速度を制御する。第１コントローラ１０は、第２スロットル部材１５Ｂの操作量に応じて、右エンジン４Ｂの回転速度を制御する。第１コントローラ１０は、第１スロットル部材１５Ａの操作方向に応じて、第１シフトアクチュエータ３２Ａを制御する。それにより、左推進機３Ａの推進力の方向が前進方向と後進方向とに切り換えられる。第１コントローラ１０は、第２スロットル部材１５Ｂの操作方向に応じて、第２シフトアクチュエータ３２Ｂを制御する。それにより、右推進機３Ｂの推進力の方向が前進方向と後進方向とに切り換えられる。

ステアリング部材１６は、船舶１を操舵するために操作される。すなわち、ステアリング部材１６の操作に応じて、第１コントローラ１０は、船舶１の船首方向を制御する。第１コントローラ１０は、第１ステアリングアクチュエータ３１Ａを制御することで、左推進機３Ａのノズル角度を制御する。第１コントローラ１０は、第２ステアリングアクチュエータ３１Ｂを制御することで、右推進機３Ｂのノズル角度を制御する。これにより、船舶１の船首方向が左右に変更される。

船舶１は、複数のカメラ３３−３６と、第２コントローラ２０と、記憶装置３７と、ディスプレイ３８とを備える。複数のカメラ３３−３６は、船舶１の周囲を撮影する。複数のカメラ３３−３６は、船舶１の周囲の画像を示す画像データを生成する。図２に示すように、複数のカメラ３３−３６は、第１カメラ３３と、第２カメラ３４と、第３カメラ３５と、第４カメラ３６とを含む。第１カメラ３３は、船体２の前部に取り付けられている。第１カメラ３３は、船体２の前方を撮影して、画像データを生成する。第２カメラ３４は、船体２の後部に取り付けられている。第２カメラ３４は、船体２の後方を撮影して、画像データを生成する。第３カメラ３５は、船体２の左側部に取り付けられている。第３カメラ３５は、船体２の左側方を撮影して、画像データを生成する。第４カメラ３６は、船体２の右側部に取り付けられている。第４カメラ３６は、船体２の右側方を撮影して、画像データを生成する。

記憶装置３７は、複数のカメラ３３−３６が生成した画像データを記憶する。記憶装置３７は、ＳＳＤなどの半導体メモリを含んでもよい。或いは、記憶装置３７は、ＨＤＤなどの磁気的記録媒体、或いは光学的記録媒体を含んでもよい。第２コントローラ２０は、ＣＰＵ、或いはＧＰＵなどのプロセッサと、ＲＡＭ，ＲＯＭなどのメモリとを含む。第２コントローラ２０は、船舶１を制御するようにプログラムされている。ディスプレイ３８は、カメラ３３−３６が生成した画像データに基づいて、船舶１の周囲の画像を表示する。ディスプレイ３８は、例えばＬＣＤ、或いはＯＥＬＤなどのディスプレイ３８である。

第２コントローラ２０は、複数のカメラ３３−３６から画像データを取得する。第２コントローラ２０は、画像データから特定のマークを示す画像を認識し、特定のマークに対応する操船情報に応じた処理を実行する。以下、第２コントローラ２０によって実行される処理について説明する。図５は、第２コントローラ２０によって実行される処理を示すフローチャートである。

図５に示すように、ステップＳ１０１では、第２コントローラ２０は、画像データを取得する。上述したように、複数のカメラ３３−３６が生成した画像データは記憶装置３７に保存される。第２コントローラ２０は、記憶装置３７から画像データを取得する。

ステップＳ１０２では、第２コントローラ２０は、複数のカメラ３３−３６が生成した画像データを合成することで、俯瞰画像を生成する。図６は、俯瞰画像４０の一例を示す図である。俯瞰画像４０は、船舶１と、船舶１の周囲とを上方から見た画像を示す。俯瞰画像４０中の船舶１は、実際の船舶１の画像であってもよく、或いは、船舶１を示すＣＧ（Computer Graphics）モデルであってもよい。

ステップＳ１０３では、第２コントローラ２０は、画像解析を行う。第２コントローラ２０は、例えば、パターンマッチング、或いは、ＡＩ（Artificial Intelligence）などの技術を用いて、画像解析を行う。

ステップＳ１０４では、第２コントローラ２０は、画像解析により、画像４０中に特定のマーク４１が存在するかを判定する。記憶装置３７は、特定のマーク４１と、船舶１の操船のための操船情報との関係を規定する制御データを記憶している。第２コントローラ２０は、制御データに規定されている特定のマーク４１が画像４０中に含まれているかを識別する。図７は、制御データの一例を示す表である。図７に示すように、制御データは、複数の特定のマーク４１−４５と、各マーク４１−４５に対応する操船情報とを記憶している。特定のマーク４１−４５は、文字に限らず、模様、色彩、或いは形状によって識別される図形であってもよい。

第２コントローラ２０が画像４０中に特定のマーク４１−４５を認識すると、処理はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、第２コントローラ２０は、操船情報を取得する。第２コントローラ２０は、制御データを参照して、画像データから認識された特定のマーク４１−４５に対応する操船情報を取得する。操船情報は、例えば着岸位置、進入角度、船舶１の経路、進入禁止エリア、トレーラー位置に関する情報を含む。着岸位置の情報は、特定のマーク４１が付された場所が、例えば桟橋などの船舶１の着岸位置であることを示す。進入角度の情報は、特定のマーク４２が付された場所において、船舶１の着岸位置への進入角度を示す。船舶１の経路の情報は、特定のマーク４３が付された場所において、船舶１の着岸位置までの経路を示す。進入禁止エリアの情報は、特定のマーク４４が付された場所が進入禁止エリアであることを示す。トレーラー位置の情報は、特定のマーク４５が付された場所に、船舶１を運搬するトレーラーが位置していることを示す。

ステップＳ１０６では、第２コントローラ２０は、操船情報に応じた処理を実行する。詳細には、第２コントローラ２０は、操船情報を用いて船舶１を自動的に移動させる自動制御を実行する。例えば、第２コントローラ２０は、自動制御により、着岸位置まで船舶１を移動させてもよい。第２コントローラ２０は、進入禁止エリアを避けて、複数の着岸位置から適切な着岸位置を選択してもよい。第２コントローラ２０は、自動制御により、トレーラーまで船舶１を移動させてもよい。第２コントローラ２０は、操船情報に応じて船舶１を自動的に移動させるように、指令信号を第１コントローラ１０に送る。第１コントローラ１０は、指令信号に従って、左右のエンジン４Ａ，４Ｂ、第１，第２ステアリングアクチュエータ３１Ａ，３１Ｂ、第１，第２シフトアクチュエータ３２Ａ，３２Ｂを制御する。

或いは、第２コントローラ２０は、操船情報を用いて操船者による船舶１の操船をアシストしてもよい。例えば、第２コントローラ２０が、侵入禁止エリアをマークによって認識している状態で、操船者が誤って侵入禁止エリアに侵入しようとしたときに、第２コントローラ２０は、船舶１を停止させてもよい。或いは、第２コントローラ２０は、操船情報に応じた画像をディスプレイ３８に表示させてもよい。例えば、第２コントローラ２０は、着岸位置を示す表示をディスプレイ３８に表示させてもよい。第２コントローラ２０は、着岸位置までの経路を示す表示をディスプレイ３８に表示させてもよい。第２コントローラ２０は、進入禁止エリアを示す表示をディスプレイ３８に表示させてもよい。第２コントローラ２０は、トレーラーの位置を示す表示をディスプレイ３８に表示させてもよい。

以上説明した本実施形態に係る船舶１の操船システムによれば、カメラ３３−３６によって撮影された船舶１の周囲の画像から、特定のマークを示す画像が認識される。特定のマークには、船舶１の操船のための操船情報が関連付けられている。従って、画像から認識された特定のマークから、船舶１が位置しているエリアでの操船情報を取得することができる。それにより、操船のための情報を事前に取得していなくても、操船を容易に行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

船舶１は、ジェットボートに限らず、船外機を備えた船舶など、他の種類の船舶であってもよい。船舶１の推進機の数は、２つに限らず、２つより少なくてもよく、或いは２つより多くてもよい。船舶１の推進機は、ジェット推進機に限らず、船外機などの他の種類の推進機であってもよい。船舶１は、サイドスラスターを備えてもよい。

第２コントローラ２０は、俯瞰画像４０に限らず、カメラが撮影した通常の画像から特定のマークを認識してもよい。カメラの数は４つに限らず、４つより少なくてもよく、或いは４つより多くてもよい。特定のマークは、上記の実施形態のものに限らず、変更、或いは追加されてもよい。特定のマークは、ＱＲコード（登録商標）などの二次元コードであってもよい。

第１コントローラ１０と第２コントローラ２０とは、一体のコントローラによって実現されてもよい。第１コントローラ１０は、互いに別体の複数のコントローラによって実現されてもよい。第２コントローラ２０は、互いに別体の複数のコントローラによって実現されてもよい。例えば、俯瞰画像４０を合成する処理と、画像解析の処理とは、互いに別体のコントローラに分散して実行されてもよい。

上記の実施形態では、制御データは、船舶１に搭載された記憶装置３７に保存されている。しかし、制御データは、クラウドサーバに記憶されてもよい。第２コントローラ２０は、インターネットなどの通信ネットワークを介して、クラウドサーバに保存された制御データを参照して、操船情報を取得してもよい。

本開示によれば、操船のための情報を事前に取得していなくても、操船を容易に行うことができる。

２０第２コントローラ
３３−３６カメラ
３８ディスプレイ

Claims

船舶の操船のためのシステムであって、
前記船舶の周囲を撮影し、前記船舶の周囲の画像を示す画像データを生成するカメラと、
前記画像データを取得するコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、
前記画像データから、特定のマークを示す画像を認識し、
前記特定のマークと、前記船舶の操船のための操船情報との関係を規定する制御データを参照して、前記画像データから認識された前記特定のマークに対応する前記操船情報を取得する、
システム。
前記コントローラは、前記操船情報を用いて前記船舶を自動的に移動させる自動制御を実行する、
請求項１に記載のシステム。
前記コントローラは、前記操船情報を用いて操船者による前記船舶の操船をアシストする、
請求項１に記載のシステム。
前記操船情報は、前記船舶の着岸位置を示す情報である、
請求項１に記載のシステム。
前記操船情報は、前記船舶の着岸位置への進入角度を示す情報である、
請求項１に記載のシステム。
前記操船情報は、前記船舶の着岸位置までの経路を示す情報である、
請求項１に記載のシステム。
前記操船情報は、前記船舶の進入禁止エリアの位置を示す情報である、
請求項１に記載のシステム。
前記操船情報は、前記船舶を運搬するトレーラーの位置を示す情報である、
請求項１に記載のシステム。
ディスプレイをさらに備え、
前記コントローラは、前記操船情報に応じた画像を前記ディスプレイに表示させる、
請求項１に記載のシステム。
前記コントローラは、
前記画像データから、前記船舶と、前記船舶の周囲とを示す俯瞰画像を生成し、
前記俯瞰画像から前記特定のマークを示す前記画像を認識する、
請求項１に記載のシステム。
前記コントローラは、前記操船情報に応じた処理を実行する、
請求項１に記載のシステム。
船舶の操船のための方法であって、
前記船舶の周囲の画像を示す画像データを取得することと、
前記画像データから、特定のマークを示す画像を認識することと、
前記特定のマークと、前記船舶の操船のための操船情報との関係を規定する制御データを参照して、前記画像データから認識された前記マークに対応する前記操船情報を取得すること、
を備える方法。
船舶の周囲を撮影し、前記船舶の周囲の画像を示す画像データを生成するカメラと、
前記画像データを取得するコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、
前記画像データから、特定のマークを示す画像を認識し、
前記特定のマークと、前記船舶の操船のための操船情報との関係を規定する制御データを参照して、前記画像データから認識された前記特定のマークに対応する前記操船情報を取得する、
船舶。