JP2021187282A

JP2021187282A - 工事用船舶の航行監視システムおよび航行監視方法

Info

Publication number: JP2021187282A
Application number: JP2020093982A
Authority: JP
Inventors: 孝行田中; Takayuki Tanaka; 映藤山; Ei Fujiyama; 舟西方; Shu Nishikata; 明野田; Akira Noda
Original assignee: Fujitsu Ltd; Toa Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd; Toa Corp
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2021-12-13
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: JP6895004B1

Abstract

【課題】工事用船舶の周辺水域の安全性をより確実に確保できる工事用船舶の航行監視システムおよび航行監視方法を提供する。【解決手段】工事用船舶１０または陸上Ｇに設置したカメラ装置２により、工事用船舶１０の周辺水域ＳＷの画像データを逐次取得し、演算装置３に逐次入力する。演算装置３には、工事用船舶１０以外の他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルを予め記憶しておき、演算装置３により、予測モデルと入力された周辺水域ＳＷの画像データとに基づいて周辺水域ＳＷの画像データに、予め設定された監視対象種類の船２０が存在しているか否かを逐次判定する。そして、その判定結果に基づいて、警告手段４に周辺水域を航行中の監視対象種類の船２０に対して、周辺水域ＳＷからの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、工事用船舶の航行監視システムおよび航行監視方法に関し、さらに詳しくは、工事用船舶の周辺水域の安全性をより確実に確保できる工事用船舶の航行監視システムおよび航行監視方法に関するものである。

甲板上に荷役設備が搭載される資材運搬船などの工事用船舶では、基本的に乗組員が双眼鏡などを使用して、周辺水域の目視監視を行って安全性を確保している。しかしながら、目視監視では工事用船舶の周辺水域に存在する他船を見落とす懸念がある。

周辺水域に存在する他船を検知するためにＡＩＳ装置（例えば、特許文献１参照）やレーダー装置を用いることもできる。しかしながら、総トン数が４９９トン以下の船舶（荷役運搬船や漁船、プレジャーボートなどの小型船舶）にはＡＩＳ装置の搭載義務がないため、ＡＩＳ装置では総トン数が４９９トン以下の船舶を検知できない。また、レーダー装置は、比較的遠方の船を検知するには適しているが、近距離範囲（例えば、１海里以内）は不得手な検知レンジである。そのため、工事用船舶の周辺水域の安全性を確保するには改善の余地がある。一方で、機械学習された学習済モデルを利用して、画像から船舶等を検出したり種類を識別したりする技術を見張り業務などに役立てる取組がなされている（例えば、非特許文献１、２参照）。

特開２０１３−１１６６８６号公報

内山育海，"クルマだけじゃない「深層学習で自動運転」、富士通が船舶向けに開発"，［ｏｎｌｉｎｅ］，平成３０年４月１３日，日経ｘＴＥＣＨ，［令和２年４月１０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：//ｘｔｅｃｈ.ｎｉｋｋｅｉ.ｃｏｍ/ａｔｃｌ/ｎｘｔ/ｃｏｌｕｍｎ/１８/００００１/００３１５/＞藤本拓，野田明，海でも自動運転。２０２５年「自動運行船」時代に向けた最新動向に迫る"，［ｏｎｌｉｎｅ］，平成３０年７月１７日，日経ｘＴＥＣＨ，［令和２年４月１０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：//ｂｌｏｇ.ｇｌｏｂａｌ.ｆｕｊｉｔｓｕ.ｃｏｍ/ｊｐ/２０１８‐０７‐１７/０１/＞

本発明の目的は工事用船舶の周辺水域の安全性をより確実に確保できる工事用船舶の航行監視システムおよび航行監視方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の工事用船舶の航行監視システムは、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に設置されて、前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置と、前記周辺水域の画像データが逐次入力される演算装置と、前記演算装置により制御される警告手段とを備えて、前記演算装置は、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルが記憶されている記憶部と、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定する判定部と、前記判定部が前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行う指示部とを有することを特徴とする。

本発明の工事用船舶の航行監視方法は、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置を設置し、前記周辺水域の画像データを演算装置に逐次入力して、前記演算装置には、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルを予め記憶しておき、前記演算装置を用いて、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定し、この判定結果に基づいて警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行うことを特徴とする。

本発明によれば、工事用船舶または陸上（例えば、防波堤や岸壁、水上構造物など）の少なくとも一方に設置されたカメラ装置によって逐次取得された工事用船舶の周辺水域の画像データと、複数種類の船の画像データおよび船以外の画像データを教師データとして機械学習された予測モデルと、を利用する。そして、演算装置により、前記予測モデルとカメラ装置から入力された周辺水域の画像データとに基づいて周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かが逐次判定される。そのため、この判定結果に基づいて警告手段に作動指示を行うことで、工事用船舶の周辺水域に監視対象種類の船が存在している場合に、警告手段によって監視対象種類の船に対して警告を行うことができる。その結果、乗組員による目視監視と併せて、工事用船舶の周辺水域の安全性をより確実に確保できる。

本発明の工事用船舶の航行監視システムの実施形態を側面視で例示する説明図である。図１の航行監視システムを平面視で例示する説明図である。図１の航行監視システムの構成を模式的に例示する説明図である。図１のモニタに表示される画像を例示する説明図である。図１のモニタに表示される別の画像を例示する説明図である。図１のモニタに表示されるさらに別の画像を例示する説明図である。本発明の工事用船舶の航行監視システムの別の実施形態を平面視で例示する説明図である。

以下、本発明の工事用船舶の航行監視システムおよび航行監視方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示する本発明の工事用船舶の航行監視システム１は、甲板上に荷役設備が搭載された資材運搬船や、甲板上に重機が搭載された作業船、警戒船、交通船などの工事用船舶１０に適用される。この実施形態では、自航する工事用船舶１０に航行監視システム１が適用されている。航行監視システム１は、例えば、非自航船を押船で押航する場合のように２隻が一体化して航行する工事用船舶１０に適用することもできる。

航行監視システム１は、工事用船舶１０または陸上Ｇ（例えば、防波堤や岸壁、水上構造物など）の少なくとも一方に設置されたカメラ装置２と演算装置３と警告手段４とを備えている。この実施形態では、さらに、工事用船舶１０に搭載されたモニタ５、入力手段６、位置情報取得手段７および照明機８を備えている。

カメラ装置２には例えば、デジタルカメラ等が使用される。カメラ装置２は、工事用船舶１０の周辺水域ＳＷの画像データを逐次取得する。カメラ装置２は、少なくとも工事用船舶１０の船体前方および側方（右舷側および左舷側）の周辺水域ＳＷの画像データを逐次取得する構成にすることが好ましい。カメラ装置２は、工事用船舶１０の後方を含む全周の周辺水域ＳＷの画像データを取得する構成にするとより好ましい。カメラ装置２の設置台数や設置位置などは、使用するカメラ装置２の撮影可能範囲等に応じて適宜決定される。

この実施形態では、工事用船舶１０に、工事用船舶１０の船体前方を撮影する１台のカメラ装置２と、船体側方の左舷側と右舷側をそれぞれ撮影する２台のカメラ装置２と、船体後方を撮影する１台のカメラ装置２が設置されている。この実施形態では、工事用船舶１０に対するそれぞれのカメラ装置２の撮影方向が固定されている場合を例示しているが、カメラ装置２の撮影方向を変更可能な旋回機構を設けることもできる。この実施形態では、カメラ装置２が工事用船舶１０のみに設置されている場合を例示しているが、後述する実施形態のように、カメラ装置２が陸上Ｇのみに設置されている構成にすることもできるし、カメラ装置２が工事用船舶１０と陸上Ｇの両方に設置されている構成にすることもできる。

照明機８には例えばサーチライト等が使用されて、少なくともカメラ装置２の撮影範囲に光を照射可能にする。照明機８にはさらに、船外の明るさを検知する照度センサが搭載されていて、周辺水域ＳＷの照度が設定値以上である場合には照明機８は待機状態となり、周辺水域ＳＷの照度が設定値以下になると照明機８が自動的に起動して光を照射する。

周辺水域ＳＷが暗い夜間や天候不良時などには、照明機８を使用してカメラ装置２による撮影を行うが、カメラ装置２として例えば、暗所でも撮影可能な赤外線暗視カメラや低照度カメラ（高感度カメラ）等を採用することもできる。低照度カメラ（高感度カメラ）は、暗所においても撮影可能なワイドダイナミックレンジ機能（ＷＤＲ機能）等の画像処理機能を搭載し、周辺水域ＳＷの照度が０．００５Ｌｕｘ程度の低照度においても撮影可能である。

警告手段４は、他船に対して警告を発する。警告手段４は、工事用船舶１０の乗組員に対して警告を発する構成にすることもできる。この実施形態では、警告手段４として、他船に対して警告を発する警報器（拡声器等）４ａ、警告灯４ｃおよび電光掲示板４ｅと、工事用船舶１０の乗組員に対して警告を発する警報器（アラーム等）４ｂ、警告灯４ｄおよび携帯用端末４ｆを備えているが、これらから選択された１つまたは複数を組み合わせた構成にすることもできる。この実施形態では、工事用船舶１０の甲板上に他船に対して警告を発する警報器４ａ、警告灯４ｃおよび電光掲示板４ｅが設置されている。四方に警告を発せられるように、工事用船舶１０の前後左右の４ヶ所にそれぞれ警報器４ａ、警告灯４ｃおよび電光掲示板４ｅが設置されている。そして、工事用船舶１０の操舵室に、工事用船舶１０の乗組員に対して警告を発する警報器４ｂおよび警告灯４ｄが設置されている。携帯用端末４ｃは、工事用船舶１０に搭乗する乗組員に携帯される。携帯用端末４ｃとしては、振動機能や文字表示機能を備えた腕時計や携帯電話、携帯タブレット等が例示できる。

モニタ５には、それぞれのカメラ装置２によって取得された周辺水域ＳＷの画像データが逐次表示される。モニタ５には、文字情報などの付加情報も表示できる構成になっている。モニタ５は工事用船舶１０の乗組員に対して警告を発する警告手段４としても機能する。演算装置３（モニタ５）に対する入力手段６としては、キーボードやマウス、ダイヤル、モニタ５に設けられたタッチパネル機能等が例示できる。

位置情報取得手段７は、工事用船舶１０の位置座標データと船首方位データを逐次取得し、その取得した位置座標データと船首方位データを逐次演算装置３に入力する。位置情報取得手段７は、例えば、全地球測位システムから位置座標データを取得するＧＮＳＳ受信装置や、船首方位データを取得するジャイロコンパスや磁気コンパス、位置座標データおよび船首方位データを取得するＧＮＳＳ方位計などで構成できる。

演算装置３には、コンピュータ等を用いる。演算装置３にはカメラ装置２、警告手段４、モニタ５、入力手段６、位置情報取得手段７および照明機８が有線または無線によって通信可能に接続されている。演算装置３によって、カメラ装置２、照明機８および警告手段４がそれぞれ制御され、演算処理結果や入力データなどがモニタ５に表示される。この実施形態では、演算装置３が工事用船舶１０の操舵室に設置されているが、演算装置３の設置位置は特に限定されない。

演算装置３は、記憶部３ａと判定部３ｂと指示部３ｃとを有している。記憶部３ａには、工事用船舶１０以外の工事用船舶である他の工事用船舶（以下、他の工事用船舶という）を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルが記憶されている。この予測モデルは、入力された周辺水域ＳＷの画像データに船が存在しているか否かの予測と、その船の種類の予測を行うためのコンピュータプログラムである。

教師データとして、他の工事用船舶を含む複数種類の船と船以外の被写体をそれぞれ様々な角度から撮影した画像データが記憶されている。船の画像データは、例えば、総トン数が４９９トン以下のＡＩＳ装置の搭載義務がない小型の船（荷役運搬船や漁船、プレジャーボートなどの小型船舶）の画像データ群と、総トン数が５００トン以上のＡＩＳ装置の搭載義務がある大型の船（コンテナ船やタンカー船など）の画像データ群とに、カテゴリー分けして記憶される。船以外の画像データとしては、例えば、工事用船舶１０が航行する水域に存在する船以外の水上標識や浮標や浮遊物、水域の周囲の陸上Ｇに存在する重機や構造物などの画像データが記憶される。記憶部３ａには予測モデルの予測精度を高めるために、複数種類の船の画像データと船以外の画像データとが多数記憶されていることが好ましい。教師データには後述する監視対象種類の船２０（以下、対象船２０という）の画像データも含まれている。

船は種類やサイズ毎にそれぞれ船形や船に搭載されている設備が異なる。特に、総トン数が４９９トン以下の荷役運搬船や漁船、プレジャーボートなどの小型の船と、総トン数が５００トン以上のコンテナ船やタンカー船などの大型の船とでは、船形が大きく異なる。それ故、複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして用いて、船と船以外の被写体との相違点や、それぞれの種類の船における特徴を人工知能（ＡＩ）に機械学習させることで、前述した予測モデルを生成することが可能である。記憶部３ａによる機械学習の手法としては、例えば、ディープラーニングや、ニューラルネットワーク、回帰、クラスタリング、パターンマッチングなどが例示できる。

判定部３ｂは、記憶部３ａに記憶されている予測モデルと、カメラ装置２から入力された周辺水域ＳＷの画像データとに基づいて、周辺水域ＳＷの画像データに予め設定された対象船２０が存在しているか否かを逐次判定する。指示部３ｃは、判定部３ｂの判定結果に基づいて警告手段４に作動指示を行う。

次に、この航行監視システム１を用いた工事用船舶１０の航行監視方法を説明する。

演算装置３（判定部３ｂ）に対象船２０が設定される。この実施形態では、対象船２０として、総トン数が４９９トン以下の船舶が設定されている。対象船２０は、予め演算装置３に設定されている構成にすることもできるし、工事用船舶１０の乗組員が入力手段６を用いて予め設けられている複数の選択肢の中から監視対象とする船の種類を選択する構成にすることもできる。対象船２０として他の種類の船が設定されている構成にすることもできる。また、例えば、対象船２０としてすべての種類の船が設定されている構成にすることもできる。

工事用船舶１０の航行監視を行う際には、カメラ装置２により、工事用船舶１０の少なくとも船体前方および側方の周辺水域ＳＷの画像データが逐次取得され、その取得した周辺水域ＳＷの画像データが演算装置３に逐次入力される。この実施形態では、撮影方向の異なる複数のカメラ装置２により、工事用船舶１０の後方を含む全周の周辺水域ＳＷの画像データが逐次取得される。図４に示すように、それぞれのカメラ装置２が取得した周辺水域ＳＷの画像データはモニタ５に逐次表示される。図４に示しているＦ、Ｌ、Ｂ、Ｒはそれぞれ船体前方の画像データ、船体左舷側の画像データ、船体後方の画像データ、船体右舷側の画像データを示している。

判定部３ｂにより、カメラ装置２から逐次入力される周辺水域ＳＷの画像データと予測モデルとに基づいて、周辺水域ＳＷの画像データに予め設定された対象船２０が存在しているか否かが逐次判定される。そして、指示部３ｃにより判定部３ｂの判定結果に基づいて警告手段４に作動指示が行われる。この実施形態では、判定部３ｂにより、周辺水域ＳＷの画像データに対象船２０が存在していると判定された場合に、指示部３ｃにより警告手段４に作動指示が行われる。例えば、図４の状況では、船体前方の周辺水域ＳＷの画像データに対象船２０である総トン数が４９９トン以下の船舶が存在しているので、判定部３ｂにより周辺水域ＳＷの画像データに対象船２０が存在していると判定され、指示部３ｃにより警告手段４に作動指示が行われる。

指示部３ｃにより警告手段４に作動指示が行われると、警告手段４により、周辺水域ＳＷを航行中の対象船２０に対して、周辺水域ＳＷからの退出を命じる旨の警告が発せられる。この実施形態では、前述した対象船２０に対する警告として、警報器４ａから警告音または警告音声が発生し、警告灯４ｂが点灯または点滅する。また、電光掲示板４ｄに周辺水域ＳＷに存在する対象船２０に向けて、工事用船舶１０から離間することを促す警告文が表示される。さらに、この実施形態では、警告手段４により、工事用船舶１０の乗組員に対して、工事用船舶１０の周辺水域ＳＷに対象船２０が存在することを伝える警告として、警報器４ｂから警告音または警告音声が発生し、警告灯４ｄが点灯または点滅する。また、それぞれの携帯用端末４ｆに警告が振動として伝達されるとともに、携帯用端末４ｆの液晶画面に周辺水域ＳＷに対象船２０が存在することを伝える警告文が表示される。

さらに、図４に示すように、工事用船舶１０の乗組員に対象船２０が存在することを伝える警告として、モニタ５に表示されている周辺水域ＳＷの画像データ上に、対象船２０の表示位置を示す警告表示ＷＩが表示される。図４では、警告表示ＷＩを二点鎖線の二重の四角枠で示している。図４では省略しているが、警告表示ＷＩとして、位置情報取得手段７が取得した工事用船舶１０の位置座標データおよび船首方位データと、工事用船舶１０におけるカメラ装置２の配置と、に基づいて推定した対象船２０の位置情報を表示することもできる。

操舵室にいる乗組員はモニタ５に表示されている周辺水域ＳＷの画像データおよび警告表示ＷＩを見て、対象船２０を確認する。警告手段４による警告は、乗組員が意図的に操作して停止させない限り、周辺水域ＳＷの画像データに対象船２０が存在しなくなるまで継続する。そして、乗組員は、対象船２０の目視監視や、対象船２０に対する警告、対象船２０との衝突を回避するための回避行動などを適宜実行する。

このように、演算装置３による判定結果に基づいて警告手段４に、工事用船舶１０の周辺水域ＳＷを航行中の対象船２０に対して、周辺水域ＳＷからの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行うことで、対象船２０が工事用船舶１０に接近することを抑制できる。その結果、乗組員による目視監視と併せて、工事用船舶１０の周辺水域ＳＷの安全性をより確実に確保できる。目視監視労力を著しく軽減できるメリットもある。

カメラ装置２によって取得する周辺水域ＳＷの画像データを用いることで、レーダー装置によって検知し難い工事用船舶１０の近距離範囲に存在する小型の船であっても、ほぼリアルタイムで確実に検知できる。ＡＩＳ搭載義務の無い漁船やプレジャーボートなどの小型船舶は予測し難い動きをすることがあるので、対象船２０として総トン数が４９９トン以下の船舶を設定すると、非常に有用である。この実施形態では、小型の船と大型の船とを総トン数に基づいて区分したが、小型の船と大型の船とを船長に基づいて区分し、対象船２０として例えば、船長が８０ｍ以下の漁船および小型船舶が設定されている構成にすることもできる。

コンテナ船やタンカー船などの大型の船は小型の船に比べると予測し得ない動きをする可能性が低く、小型の船に比べると監視の必要性が低い。また、乗組員の目視監視により大型の船を見落とす可能性は非常に低い。そのため、コンテナ船やタンカー船などの大型の船が対象船２０に設定されていない構成にすると、必要性が低い警告が無くなるので、乗組員が周辺水域ＳＷに監視の必要性が高い小型の船が存在している場合と、存在していない場合との違いを混乱なく判別し易くなる。

対象船２０に対して警告を発する警告手段４として警報器４ａを用いると、対象船２０に対して工事用船舶１０からの警告を明確に認識させることができる。警告灯４ｃを用いると、例えば、海が荒れて音が伝わり難い場合にも、対象船２０に対して工事用船舶１０からの警告を明確に認識させることができる。電光掲示板４ｄを用いると、対象船２０に対して工事用船舶１０からの具体的な警告の内容を認識させることができる。

さらに、この実施形態のように、工事用船舶１０の周辺水域ＳＷに対象船２０が存在していることを警告手段４によって工事用船舶１０の乗組員に注意喚起する構成にすると、乗組員は目視監視でその対象船２０を見落としていても、その対象船２０の存在を認識できる。それ故、工事用船舶１０の周辺水域ＳＷの安全性を確実に確保するにはより有利になる。

乗組員に対して警告を発する警告手段４として警報器４ｂを用いると、乗組員が他の作業を行なっている場合にも、警告音または警告音声により乗組員に対して警告を明瞭に認識させることができる。警告灯４ｄを用いると、例えば、海が荒れて船内騒音が大きい場合等にも、警告灯４ｂの点灯または点滅により乗組員に対して警告を確実に認識させることが可能となる。携帯用端末４ｆを用いると、操舵室の外にいる乗組員に対して警告を迅速に確実に認識させることができる。電光掲示板４ｄにより操舵室の外にいる乗組員に対して警告を伝達する構成にすることもできる。

警告手段４による警告としてモニタ５に対象船２０の位置を示す警告表示ＷＩを表示させると、乗組員に対して対象船２０の位置や方向を速やかに認識させることができる。警告表示ＷＩは、乗組員に対して対象船２０の位置を示す表記であればよく、この実施形態と異なる表記にすることもできる。

判定部３ｂが周辺水域ＳＷの画像データに対象船２０が存在していると判定している場合以外の場合に、指示部３ｃが警告手段４に所定の作動指示を出し、対象船２０が存在していると判定している場合には、指示部３ｃが警告手段４に対する所定の作動指示の変更または解除を行う構成にすることもできる。具体的には、例えば、判定部３ｂが、対象船２０が存在していると判定している場合以外の平常時には、指示部３ｃの作動指示により警告灯４ｂを所定の色（例えば、青色）で継続して点灯させる。そして、判定部３ｂが、対象船２０が存在していると判定している場合の緊急時には指示部３ｃの作動指示により警告灯４ｂの点灯色を他の色（例えば、赤色）に変更する、または、警告灯４ｂを消灯する。このように判定部３ｂの判定結果に基づいて警告手段４に対して様々な作動指示を行うことができる。

予測モデルは、教師データとして、予め設定された他の工事用船舶を含む監視対象除外の船２１（以下、対象除外船２１という）の画像データを加えて機械学習させて、判定部３ｂが周辺水域ＳＷの画像データに、対象除外船２１のみが存在しているか否かも逐次判定する構成にすることもできる。そして、図５に例示するように、対象除外船２１のみが存在していると判定した場合に、警告手段４が作動しない構成にする。

対象除外船２１としては、工事用船舶１０とともに工事等を行う監視船や作業船、土運船などが例示できる。これらの船は工事用船舶１０と常に密度の高い連絡をしているので、監視する必要性が極めて低い。対象除外船２１は予め把握できているので教師データとして対象除外船２１の画像データは豊富に記憶させることができる。それ故、周辺水域ＳＷの画像データに存在している船が、対象除外船２１であるか否かを高い精度で判定できる。

特に、工事用船舶１０とともに工事等を行う上述の監視船や作業船などは、工事用船舶１０の周辺水域ＳＷを頻繁に往来する。そのため、この構成にすると、必要性が低い警告が頻繁に継続的に発せられることを回避できる。これに伴い、乗組員が、周辺水域ＳＷに監視の必要性が高い対象船２０が存在している場合と、存在していない場合との違いを混乱なく判別し易くなるので非常に有益である。図５の破線の四角枠で示すように、対象除外船２１に対しては、演算装置３による判定がなされていることを示す警告表示ＷＩとは異なる表示を付すこともできる。

判定部３ｂが周辺水域ＳＷに対象船２０が複数存在していると判定した場合に、存在していると判定された対象船２０の数と同数の異なる種類（音質、発音パターンなどを異ならせる）の警報を警告手段４（警報器４ａ）が発する構成にすることもできる。単一の警報を使用すると、対象船２０が工事用船舶１０から発せられている警告が他の船に向けたものであると誤認されるリスクがある。また、工事用船舶１０の乗組員に監視すべき対象船２０が１隻であると誤認されるリスクがある。ところが、この構成にすると、複数の対象船２０に対してそれぞれ警告を発していることを対象船２０により確実に認識させることができる。また、工事用船舶１０の乗組員が、周辺水域ＳＷに存在する並行して監視する必要がある対象船２０の数をより認識し易くなる。それ故、周辺水域ＳＷの安全性をより確実に確保するにはより有利になる。

図６に例示するように、航行監視システム１は、例えば、判定部３ｂが、周辺水域ＳＷの画像データの工事用船舶１０の所定の近距離水域内ＣＷに、対象船２０が存在していると判定した場合に警告手段４に作動指示を行う構成にすることもできる。近距離水域内ＣＷとする工事用船舶１０からの距離は適宜設定できるが、例えば、工事用船舶１０から１海里以内（１．８５２ｋｍ以内）の水域を工事用船舶１０の所定の近距離水域内ＣＷとして設定する。

対象船２０が、工事用船舶１０の所定の近距離水域内ＣＷに存在しているか否かは、周辺水域ＳＷの画像データにおける対象船２０の表示位置や表示サイズから判定することが可能である。例えば、図６では、周辺水域ＳＷの画像データ上における所定の近距離水域内ＣＷと近距離水域外との境界線ＳＬが設定され、境界線ＳＬよりも工事用船舶１０側（画像の下側）が、所定の近距離水域内ＣＷになっている。

この構成にすると、工事用船舶１０の所定の近距離水域内ＣＷに対象船２０が存在している監視の必要性が高い状況において警告手段４が作動する。そして、周辺水域ＳＷの画像データに対象船２０が存在しているとしても、工事用船舶１０の所定の近距離水域内ＣＷに対象船２０が存在していない場合には、警告手段４が作動しない。それ故、対象船２０に対する監視の必要性が低い段階での警告を無くすことができる。図６の破線の四角枠で示すように、近距離水域外の対象船２０に対しては、演算装置３による判定がなされていることを示す警告表示ＷＩとは異なる表示を付すこともできる。

また、警告の態様は必ずしも上述のものに限定されるわけではなく、例えば、判定部３ｂが、対象船２０が予め設定された警告対象の水域に存在していると判定した場合に対象船２０の存在する水域に応じた警告を行う構成にすることもできる。この構成にすると、対象船２０の工事用船舶１０の接近による緊急度合いに応じて異なる警告を出力することができる。対象船２０が警告対象の水域に存在するか否かは、周辺水域ＳＷの画像データに基づいて判定しても良く、位置情報取得手段７により取得した工事用船舶１０の位置座標データに基づいて判定しても良い。

また、例えば、判定部３ｂが、対象船２０の向きと、予め設定された船の向きと、が一致するか否かを判定し、判定結果に応じて警告手段４に作動指示を行う構成にすることもできる。即ち、対象船２０の向きが予め設定された所定の向きであるか否かに応じた警告を行っても良い。この構成にすると、例えば、対象船２０が工事用船舶１０に向かう方向へ航行しておらず、監視の必要性が低い場合に警告を無くすことができる。対象船２０が警告対象の方向を向いているか否かは、周辺水域ＳＷの画像データに基づいて判定しても良く、位置情報取得手段７により取得した工事用船舶１０の船首方位データに基づいて判定しても良い。また、判定を行う際、工事用船舶の向き、カメラ装置の撮影方向及び対象船２０の向きの相対関係に基づいて判定を行っても良い。この構成にすると、工事用船舶１０に設置されたカメラ装置の撮影方向に応じた警告の必要性を精度良く判定することができる。

判定部３ｂにより対象船２０と判定された被写体が、実際に対象船２０であるか否かを乗組員に確認させ、乗組員が入力手段６により入力した判定部３ｂの判定の正誤結果と周辺水域ＳＷの画像データとを記憶部３ａに記憶させる構成にすることもできる。この構成にすると、航行監視システム１の使用中においても予測モデルの教師データの数を増やすことができ、機械学習により予測モデルが改善されて判定部３ｂによる判定精度を向上させることができる。

図７に例示するように、本発明の航行監視システム１では、カメラ装置２を防波堤や岸壁、水上構造物などの陸上Ｇに設置する構成にすることもできる。図７に例示する実施形態では、工事用船舶１０の停泊位置の近傍に位置している陸上Ｇ（岸壁上）に、工事用船舶１０の船体前方、船体側方および船体後方の周辺水域ＳＷの画像データを逐次取得する４台のカメラ装置が設置されている。陸上Ｇに設置する場合のカメラ装置２の設置台数や配置、撮影方向などはこの実施形態に限定されず、工事用船舶１０と陸上Ｇの位置関係などに応じて適宜設定できる。

上記で例示した実施形態の他にも例えば、本発明の航行監視システム１では、工事用船舶１０と陸上Ｇにそれぞれ工事用船舶１０の周辺水域ＳＷの画像データを取得するカメラ装置２が設置された構成にすることもできる。また、警告手段４の組合せや配置は、上記で例示した実施形態に限定されず、他にも様々な構成にすることができる。例えば、操舵室以外の部屋や船外などに警報器４ａや警告灯４ｂを設置して、操舵室の外にいる乗組員に対して警報器４ａや警告灯４ｂによって警告を発する構成にすることもできる。また、上記で例示した実施形態では、工事用船舶１０の船体前方に対象船２０が存在する場合を例示したが、船体側方や船体後方に存在する場合にも演算装置３は同様の制御を行う。

１航行監視システム
２カメラ装置
３演算装置
３ａ記憶部
３ｂ判定部
３ｃ指示部
４警告手段
４ａ、４ｂ警報器
４ｃ、４ｄ警告灯
４ｅ電光掲示板
４ｆ携帯用端末
５モニタ
６入力手段
７位置情報取得手段
８照明機
１０工事用船舶
２０監視対象種類の船（対象船）
２１監視対象除外の船（対象除外船）
ＳＷ周辺水域
ＣＷ所定の近距離水域内
Ｇ陸上
ＷＩ警告表示

上記目的を達成するため、本発明の工事用船舶の航行監視システムは、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に設置されて、前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置と、前記周辺水域の画像データが逐次入力される演算装置と、前記演算装置により制御される警告手段とを備えて、前記演算装置は、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルが記憶されている記憶部と、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定する判定部と、前記判定部が前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行う指示部とを有し、さらに、前記予測モデルが、前記教師データとして、予め設定された前記他の工事用船舶を含む監視対象除外の船の画像データを加えて機械学習されていて、前記判定部が前記周辺水域の画像データに、前記監視対象除外の船のみが存在しているか否かを逐次判定し、前記監視対象除外の船のみが存在していると判定した場合に、前記警告手段が作動しないことを特徴とする。
本発明の別の工事用船舶の航行監視システムは、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に設置されて、前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置と、前記周辺水域の画像データが逐次入力される演算装置と、前記演算装置により制御される警告手段とを備えて、前記演算装置は、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルが記憶されている記憶部と、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定する判定部と、前記判定部が前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行う指示部とを有し、さらに、前記判定部が前記監視対象種類の船が複数存在していると判定した場合に、存在していると判定された前記船の数と同数の異なる種類の警報を前記警告手段が発することを特徴とする。
本発明のさらに別の工事用船舶の航行監視システムは、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に設置されて、前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置と、前記周辺水域の画像データが逐次入力される演算装置と、前記演算装置により制御される警告手段とを備えて、前記演算装置は、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルが記憶されている記憶部と、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定する判定部と、前記判定部が前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行う指示部とを有し、さらに、前記判定部が、前記監視対象種類の船が予め設定された警告対象の水域に存在していると判定した場合に、前記監視対象種類の船の存在する水域に応じて異なる種類の警報を前記警告手段が発することを特徴とする。
本発明のさらに別の工事用船舶の航行監視システムは、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に設置されて、前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置と、前記周辺水域の画像データが逐次入力される演算装置と、前記演算装置により制御される警告手段とを備えて、前記演算装置は、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルが記憶されている記憶部と、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定する判定部と、前記判定部が前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行う指示部とを有し、さらに、前記判定部が、前記周辺水域の画像データにおける前記監視対象種類の船の表示位置または表示サイズに基づいて、前記周辺水域の画像データの前記工事用船舶の所定の近距離水域内に、前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記指示部が前記警告手段に作動指示を行うことを特徴とする。
本発明のさらに別の工事用船舶の航行監視システムは、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に設置されて、前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置と、前記周辺水域の画像データが逐次入力される演算装置と、前記演算装置により制御される警告手段とを備えて、前記演算装置は、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルが記憶されている記憶部と、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定する判定部と、前記判定部が前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行う指示部とを有し、さらに、前記判定部が、前記周辺水域の画像データに基づいて前記監視対象種類の船の向きと、予め設定された船の向きと、が一致するか否かを判定し、この判定結果に応じて前記指示部が前記警告手段に作動指示を行うことを特徴とする。

本発明の工事用船舶の航行監視方法は、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置を設置し、前記周辺水域の画像データを演算装置に逐次入力して、前記演算装置には、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルを予め記憶しておき、前記演算装置を用いて、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定し、この判定結果に基づいて警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行ない、さらに、前記予測モデルには、前記教師データとして、予め設定された前記他の工事用船舶を含む監視対象除外の船の画像データを加えて機械学習させておき、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、前記監視対象除外の船のみが存在しているか否かを逐次判定し、前記監視対象除外の船のみが存在していると判定した場合には、前記警告手段を作動させないことを特徴とする。
本発明の別の工事用船舶の航行監視方法は、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置を設置し、前記周辺水域の画像データを演算装置に逐次入力して、前記演算装置には、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルを予め記憶しておき、前記演算装置を用いて、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定し、この判定結果に基づいて警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行ない、さらに、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、前記監視対象種類の船が複数存在していると判定した場合には、存在していると判定された前記船の数と同数の異なる種類の警報を前記警告手段によって発することを特徴とする。
本発明のさらに別の工事用船舶の航行監視方法は、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置を設置し、前記周辺水域の画像データを演算装置に逐次入力して、前記演算装置には、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルを予め記憶しておき、前記演算装置を用いて、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定し、この判定結果に基づいて警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行ない、さらに、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて、前記監視対象種類の船が予め設定された警告対象の水域に存在していると判定した場合には、前記監視対象種類の船の存在する水域に応じて異なる種類の警報を前記警告手段によって発することを特徴とする。
本発明のさらに別の工事用船舶の航行監視方法は、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置を設置し、前記周辺水域の画像データを演算装置に逐次入力して、前記演算装置には、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルを予め記憶しておき、前記演算装置を用いて、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定し、この判定結果に基づいて警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行ない、さらに、前記周辺水域の画像データにおける前記監視対象種類の船の表示位置または表示サイズに基づいて、前記周辺水域の画像データの前記工事用船舶の所定の近距離水域内に、前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記警告手段に作動指示を行うことを特徴とする。
本発明のさらに別の工事用船舶の航行監視方法は、工事用船舶または陸上の少なくとも一方に前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置を設置し、前記周辺水域の画像データを演算装置に逐次入力して、前記演算装置には、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルを予め記憶しておき、前記演算装置を用いて、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定し、この判定結果に基づいて警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行ない、さらに、前記周辺水域の画像データに基づいて前記監視対象種類の船の向きと、予め設定された船の向きと、が一致するか否かを判定し、この判定結果に応じて前記警告手段に作動指示を行うことを特徴とする。

Claims

工事用船舶または陸上の少なくとも一方に設置されて、前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置と、前記周辺水域の画像データが逐次入力される演算装置と、前記演算装置により制御される警告手段とを備えて、
前記演算装置は、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルが記憶されている記憶部と、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定する判定部と、前記判定部が前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行う指示部とを有することを特徴とする工事用船舶の航行監視システム。
前記監視対象種類の船として、総トン数が４９９トン以下の船舶が設定されている請求項１に記載の工事用船舶の航行監視システム。
前記予測モデルが、前記教師データとして、予め設定された前記他の工事用船舶を含む監視対象除外の船の画像データを加えて機械学習されていて、前記判定部が前記周辺水域の画像データに、前記監視対象除外の船のみが存在しているか否かを逐次判定し、前記監視対象除外の船のみが存在していると判定した場合に、前記警告手段が作動しないことを特徴とする請求項１または２に記載の工事用船舶の航行監視システム。
前記判定部が前記監視対象種類の船が複数存在していると判定した場合に、存在していると判定された前記船の数と同数の異なる種類の警報を前記警告手段が発することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工事用船舶の航行監視システム。
前記判定部が、前記周辺水域の画像データの前記工事用船舶の所定の近距離水域内に、前記監視対象種類の船が存在していると判定した場合に前記警告手段に作動指示を行う請求項１〜４のいずれかに記載の工事用船舶の航行監視システム。
前記所定の近距離水域内が前記工事用船舶から１海里以内の水域である請求項５に記載の工事用船舶の航行監視システム。
前記判定部が、前記監視対象種類の船が予め設定された警告対象の水域に存在していると判定した場合に、前記監視対象種類の船の存在する水域に応じて異なる種類の警報を前記警告手段が発することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の工事用船舶の航行監視システム。
前記判定部が、前記監視対象種類の船の向きと、予め設定された船の向きと、が一致するか否かを判定し、判定結果に応じて前記警告手段に作動指示を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の工事用船舶の航行監視システム。
前記判定部が、前記カメラ装置の撮影方向、前記カメラ装置が設置された前記工事用船舶の向き及び前記監視対象種類の船の向きの相対関係に基づいて、前記監視対象種類の船の向きと、予め設定された船の向きと、が一致するか否かを判定することを特徴とする請求項８に記載の工事用船舶の航行監視システム。
前記指示部は、さらに、作動指示の対象として予め設定された警報機、警告灯及び情報処理端末の少なくともいずれかの警告手段に作動指示を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の工事用船舶の航行監視システム。
工事用船舶または陸上の少なくとも一方に前記工事用船舶の周辺水域の画像データを逐次取得するカメラ装置を設置し、前記周辺水域の画像データを演算装置に逐次入力して、前記演算装置には、前記工事用船舶以外の工事用船舶である他の工事用船舶を含む複数種類の船の画像データと船以外の画像データとを教師データとして機械学習された予測モデルを予め記憶しておき、前記演算装置を用いて、前記予測モデルと前記周辺水域の画像データとに基づいて前記周辺水域の画像データに、予め設定された監視対象種類の船が存在しているか否かを逐次判定し、この判定結果に基づいて警告手段に前記周辺水域を航行中の前記監視対象種類の船に対して、前記周辺水域からの退出を命じる旨の警告を発する作動指示を行うことを特徴とする工事用船舶の航行監視方法。