JP2022160036A - 船舶の航行システム - Google Patents

Abstract

【課題】船舶航行の安全性を向上させる船舶の航行システムを提供する。【解決手段】船舶１０は、船体１２の左側に設けられた左側スクリュープロペラ１４Ａと、左側スクリュープロペラ１４Ａを回転させる左側エンジン１３Ａと、船体１２の右側に設けられた右側スクリュープロペラ１４Ａと、右側スクリュープロペラ１４Ａを回転させる右側エンジン１３Ｂと、船体１２の移動方向を調整する舵機構であるラダー１５および転舵アクチュエータ１６とを備える。船舶１０を制御する制御部は、舵機構の故障を検出する故障検出部５６０と、舵機構の故障が検出された場合、船体１２が所望の方向に移動するように左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力をそれぞれ調整するとともに、左右のスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂの回転方向をそれぞれ調整する移動制御部５６４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶の航行システムに関する。

従来、船舶は内燃機関（エンジン）や電動機（モータ）などの駆動部によりスクリューを回転させて船体を推進させるとともに、船尾に設けられた舵部材（ラダー）またはスクリューの向きを調整することにより船体の進行方向を変更している。
例えば、下記特許文献１には、内燃機関を動力源とする推進器と、電動モータを動力源とする推進器とを併用する船舶推進システム及び船舶が開示されている。船舶推進システムは、内燃機関の動力をスクリューに伝達する第１動力伝達装置と、電動モータの動力をスクリューに伝達し、第１動力伝達装置とは独立して上下回動可能に船体に取り付けられる第２動力伝達装置と、第２動力伝達装置を上下回動するためのアクチュエータと、制御装置とを備える。制御装置は、内燃機関を駆動し且つ電動モータを駆動しない第１駆動モードと、内燃機関を駆動せず且つ電動モータを駆動する第２駆動モードとを選択可能に構成されており、第１駆動モードが選択された場合に、第２動力伝達装置が上方に回動するようにアクチュエータを作動させる。

特開２０１９－１９９１４８号公報

ここで、何らかの原因により舵部材またはスクリューの向きの調整ができなくなった場合、すなわち舵機構が故障した場合、船体の進行方向がコントロールできなくなり、船舶の航行に支障が生じる。よって、船舶の舵機構が故障した際に備えた構成を設けるのが望ましい。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、船舶航行の安全性を向上させるための船舶の航行システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、船体の左側に設けられた第１のスクリュープロペラと、前記第１のスクリュープロペラを回転させる第１の駆動部と、前記船体の右側に設けられた第２のスクリュープロペラと、前記第２のスクリュープロペラを回転させる第２の駆動部と、前記船体の移動方向を調整する舵機構と、を備える船舶の航行システムであって、前記舵機構の故障を検出する故障検出部と、前記舵機構の故障が検出された場合、前記船体が所望の方向に移動するように前記第１の駆動部および前記第２の駆動部の出力をそれぞれ調整するとともに、前記第１のスクリュープロペラおよび前記第２のスクリュープロペラの回転方向をそれぞれ調整する移動制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記移動制御部は、前記船体が直進するように前記第１の駆動部および前記第２の駆動部の通常時出力それぞれ決定し、前記船体を左右いずれかに旋回させる際は、前記第１の駆動部または前記第２の駆動部のいずれかの出力を前記通常時出力から増減させる、ことを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記移動制御部は、前記船体を左右いずれかに旋回させる際は、前記通常時出力の小さい側の駆動部の出力を増減させる、ことを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記移動制御部は、前記通常時出力を前記駆動部の最大出力の５０％以下に設定する、ことを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記船体の進行方向前方に位置する障害物を検出する障害物検出部を更に備え、前記移動制御部は、前記船体の進行方向前方に前記障害物が検出された場合、前記第１のスクリュープロペラおよび前記第２のスクリュープロペラを前進時と逆方向に回転させ、前記船体と前記障害物との距離が所定距離以上となった後に前記障害物を迂回するように前記船体を移動させる、ことを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記舵機構は、前記第１のスクリュープロペラおよび前記第２のスクリュープロペラの向きを前記船体に対して揺動させることによって前記船体の移動方向を調整し、前記移動制御部は、前記第１のスクリュープロペラまたは前記第２のスクリュープロペラのいずれかが移動できなくなる故障が検出された場合、故障した側のスクリュープロペラを回転させる駆動部を停止させ、故障していない側のスクリュープロペラおよび駆動部のみを用いて前記船体を移動させる、ことを特徴とする。
本発明の一実施形態は、前記船舶は、操縦者によって操作される前記船舶の航行を行なうための複数の操作部材をそれぞれ操作する複数のアクチュエータと、遠隔操作司令情報を受信する船舶側通信部と、前記船舶側通信部で受信された前記遠隔操作司令情報に基づいて前記複数のアクチュエータをそれぞれ操作する操作部材制御部と、を更に備え、前記複数のアクチュエータは、操船席に着座した前記操縦者による前記操作部材の手動操作を妨げない箇所に設けられ、前記操作部材制御部は、前記遠隔操作司令情報に基づいて前記複数のアクチュエータをそれぞれ制御して前記複数の操作部材をそれぞれ操作する遠隔操作モードと、前記複数の操作部材の前記操縦者による手動操作をそれぞれ可能とする手動操作モードとに選択可能に構成されている、ことを特徴とする。

本発明の一実施形態によれば、船舶の舵機構が故障した場合には、左右の駆動部の出力およびスクリュープロペラの回転方向を変更することによって船舶の進行方向を調整するので、舵機構が故障した際にも船舶の方向転換を行うことができ、船舶の安全性を向上させる上で有利となる。
本発明の一実施形態によれば、船体が直進するように左右の駆動部の出力（通常時出力）を決定し、船体を左右いずれかに旋回させる際は、左右の駆動部の出力を通常時出力から増減させるので、舵機構が故障した際の操舵状況に関わらず船体の進行方向を調整することができる。
本発明の一実施形態によれば、船体を左右いずれかに旋回させる際は、通常時出力の小さい側の駆動部の出力を増減させるので、通常時出力の大きい側の駆動部の出力を増減させるのと比較して駆動部の消費エネルギーを低減する上で有利となる。
本発明の一実施形態によれば、通常時出力を駆動部の最大出力の５０％以下に設定するので、駆動部の消費エネルギーを定常的に低減する上で有利となる。
本発明の一実施形態によれば、船体の進行方向前方に障害物が検出された場合、左右のスクリュープロペラを前進時と逆方向に回転させ、船体と障害物との距離が所定距離以上となった後に障害物を迂回するように船体を移動させるので、障害物と船体との接触を確実に回避する上で有利となる。
本発明の一実施形態によれば、左右のスクリュープロペラの向きを船体に対して揺動させることによって舵を取る形式の船舶において、舵機構の故障（スクリュープロペラが移動できなくなる）が検出された場合、故障した側のスクリュープロペラを回転させる駆動部を停止させ、故障していない側のスクリュープロペラおよび駆動部のみを用いて船体を移動させるので、駆動部における消費エネルギーを低減しつつ船体の進行方向を調整する上で有利となる。
また、本発明の一実施形態によれば、船舶の航行を行なうための複数の操作部材をそれぞれ操作する複数のアクチュエータを、操船席に着座した操船者による複数の操作部材の手動操作を妨げない箇所に設け、操作部材制御部の遠隔操作モードを選択することで、遠隔操作指令情報に基いて複数のアクチュエータを制御して複数の操作部材を操作することによって、船舶を遠隔操作することができるようにし、操作部材制御部の手動操作モードを選択することで、複数の操作部材を手動操作できるようにした。したがって、遠隔操作を行なうために船舶の改造を行なう必要がなく、船舶を遠隔操作可能とすることができ、船舶を元の状態に戻すことなく操船席に座って手動操縦することができ、使い勝手の向上を図る上で有利となる。

実施の形態に係る船舶の航行システムが適用される船舶の構成を模式的に示す平面図である。 船舶の推進機構を示すブロック図である。 船舶の制御系の構成を示すブロック図である。 遠隔操作装置の構成を示すブロック図である。 船舶のイグニッションスイッチの操作を行なう第１アクチュエータの説明図であり、（Ａ）はイグニッションスイッチと第１アクチュエータとの係合が解除された状態を側面視した図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線矢視図、（Ｃ）はイグニッションスイッチと第１アクチュエータとが係合された状態を側面視した図、（Ｄ）は（Ｃ）のＤ－Ｄ線矢視図である。 船舶のハンドルの操作を行なう第２アクチュエータの説明図であり、（Ａ）はハンドルを正面から見た正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ－Ｘ線矢視図である。 船舶のスロットルレバーの操作を行なう第３アクチュエータの説明図であり、スロットルレバーを小型船舶の船体幅方向から見た側面図である。 （Ａ）は表示部に船舶の周辺を示す画像情報が表示された状態を示す図、（Ｂ）は表示部に地図情報に重ね合わされて船舶の位置を示すアイコンが表示された状態を示す図である。 舵機構の故障時における左右のエンジンの出力を模式的に示す図である。 舵機構の故障時における左右のエンジンの出力を模式的に示す図である。 舵機構の故障時における左右のエンジンの出力を模式的に示す図である。 舵機構の故障時における左右のエンジンの出力を模式的に示す図である。 船舶の他の構成を模式的に示す平面図である。

＜システム構成＞
以下、本発明の実施の形態に係る船舶の航行システムを図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態では、船舶が遠隔操作により無人航行される船舶１０である場合について説明する。船舶１０は、例えば釣り船などの小型船舶、観光船やクルーザなどであり、船舶の種類、総トン数、用途は任意である

図１～図３に示すように、船舶１０は、船体１２と、エンジン１３（１３Ａ，１３Ｂ）と、スクリュープロペラ１４（１４Ａ，１４Ｂ）と、ラダー１５（１５Ａ，１５Ｂ）と、転舵アクチュエータ１６（１６Ａ，１６Ｂ）と、操船制御装置１８と、複数の操作部材を構成するイグニッションスイッチ２０、ハンドル２２、スロットルレバー２４と、複数のアクチュエータを構成する第１アクチュエータ２６、第２アクチュエータ２８、第３アクチュエータ３０と、船舶側制御装置３２と、前方カメラ６８Ａ、後方カメラ６８Ｂ、左方カメラ６８Ｃ、右方カメラ６８Ｄの４つのカメラと、測位部７０とを含んで構成されている。

図１に示すように、船体１２は、船体１２の前部寄りの箇所に設けられた操作台１２０２と、操作台１２０２の後方に配置され操縦者が着座する操船席１２０４と、船体１２の船尾を仕切り船体幅方向に延在するトランサム（船尾板）１２０６とを備えている。

エンジン１３およびスクリュープロペラ１４は、船体１２を推進させる推進機構として機能する。
本実施の形態では、エンジン１３およびスクリュープロペラ１４は、船体１２の左右にそれぞれ１つずつ設けられている。すなわち、船舶１０は、船体１２の左側に設けられた第１のスクリュープロペラである左側スクリュープロペラ１４Ａと、左側スクリュープロペラ１４Ａを回転させる第１のエンジンである左側エンジン１３Ａと、船体１２の右側に設けられた第２のスクリュープロペラである右側スクリュープロペラ１４Ｂと、右側スクリュープロペラ１４Ｂを回転させる第２のエンジンである右側エンジン１３Ｂとを備えている。本実施の形態では、スクリュープロペラ１４をエンジン１３（内燃機関）で回転させるものとするが、例えばモータ（電動機）で回転させてもよい。エンジン１３またはモータのようにスクリュープロペラ１４を回転させる駆動源を駆動部と呼ぶ。

エンジン１３は、スクリュープロペラ１４を回転させ、船体１２を推進させる推進力を発生させる駆動源（駆動部）である。
図２に示すように、エンジン１３は、スロットルバルブ１３０４Ａと、スロットルアクチュエータ１３０４Ｂと、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１３０４Ｃとを含んで構成されている。
スロットルバルブ１３０４Ａは、エンジン１３に吸引される空気量を調整するものである。
スロットルアクチュエータ１３０４Ｂは、スロットルバルブ１３０４Ａの開度を調整するものである。
ＥＣＵ１３０４Ｃは、後述する操船制御装置１８から与えられるスロットルレバー２４の傾倒角度信号に基づいて、スロットルアクチュエータ１３０４Ｂと、後述する動力伝達機構１３０のシフトアクチュエータ１３０６Ｂとを制御するものである。

動力伝達機構１３０（１３０Ａ、１３０Ｂ）は、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂに対応して設けられており、エンジン１３の駆動力を入力するドライブシャフト１３０２と、ドライブシャフト１３０２に伝達された駆動力をスクリュープロペラシャフト１４１０（図１参照）に切り替えて伝達するシフト機構１３０６Ａと、シフト機構１３０６Ａから伝達される駆動力を、水中で回転することにより船体１２に推進力を発生させるスクリュープロペラ１４に伝達するスクリュープロペラシャフト１４１０と、シフト機構１３０６Ａを作動させるシフトアクチュエータ１３０６Ｂとを含んで構成されている。
シフト機構１３０６Ａは、シフトアクチュエータ１３０６Ｂによって、スクリュープロペラシャフト１４１０を正転させる前進位置と、スクリュープロペラシャフト１４１０を反転させる後進位置と、スクリュープロペラシャフト１４１０の回転を停止させる中立位置とに切り替えられる。
シフト機構１３０６Ａが前進位置に切り替えられることでスクリュープロペラシャフト１４１０が正転されることによりスクリュープロペラ１４によって船体１２を前進させる推進力が発生する。
シフト機構１３０６Ａが後進位置に切り替えられることでスクリュープロペラシャフト１４１０が反転されることによりスクリュープロペラ１４によって船体１２を後進させる推進力が発生する。
シフト機構１３０６Ａが中立位置に切り替えられることでスクリュープロペラシャフト１４１０の回転が停止されることによりスクリュープロペラ１４による推進力の発生が停止される。

ラダー１５および転舵アクチュエータ１６は、船体１２の移動方向を調整する舵機構として機能する。
ラダー１５は、スクリュープロペラ１４の船体後方側に配置された板状の部材である。本実施の形態では、ラダー１５は、船体１２の左側に設けられた左側スクリュープロペラ１４Ａの船体後方側に隣接して設けられた左側ラダーである左側ラダー１５Ａと、船体１２の右側に設けられた右側スクリュープロペラ１４Ｂの船体後方側に隣接して設けられた右側ラダー１５Ｂとを備える。ラダー１５は、その断面形状が流線形に形成されるとともに、船体１２の上下方向に所定の長さに延在する。ラダー１５は、船体１２の上下方向に延在する転舵軸Ｚを中心に揺動可能に船体１２から延びるアーム１５０２に取り付けられている。

転舵アクチュエータ１６は、後述する操船制御装置１８から与えられるハンドル２２の操作角信号に基づいて、ラダー１５を転舵軸Ｚ周りに揺動させることでラダー１５の転舵角（船体１２の前後方向に対してラダー１５の舵面方向ＸＬがなす角）を変更させるものである。本実施の形態では、左側ラダー１５Ａを揺動させる第１の転舵アクチュエータである左側転舵アクチュエータ１６Ａと、右側ラダー１５Ｂを揺動させる第２の転舵アクチュエータである右側転舵アクチュエータ１６Ｂとが設けられている。

なお、本実施の形態では、２つのスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂに対応して２つのラダー１５Ａ、１５Ｂを設けているが、例えばトランサム１２０６の中央に１つのラダー１５のみを設けてもよい。

図１および図２に示すように、操船制御装置１８は、複数の操作部材２０、２２、２４の操作に応じてエンジン１３やラダー１５の制御を行なうものであり、具体的には、エンジン１３の始動、停止、回転数の調整、ラダー１５の転舵角の調整等を行なうものである。

図１および図３に示す複数の操作部材２０、２２、２４は、航行（操船）を行なうために操縦者によって操作される部材である。
本実施の形態では、操作台１２０２に船体幅方向に間隔をおいてイグニッションスイッチ２０、ハンドル２２、スロットルレバー２４の３つの操作部材が並べられて配置されている。
イグニッションスイッチ２０はエンジン１３の始動、停止を行なうためのものである。
図５（Ａ）～（Ｄ）に示すように、イグニッションスイッチ２０は、キーシリンダ２００２とイグニッションキー２００４とを有している。
イグニッションスイッチ２０は、キーシリンダ２００２に挿入されたイグニッションキー２００４がオフ位置、オン位置、始動位置のそれぞれに回動されることで、操船制御装置１８にオフ信号、オン信号、始動信号を与え、これにより操船制御装置１８がエンジン１３に対するバッテリ（図示なし）からの電力の供給停止、供給を行ない、また、エンジン１３の始動を行なわせるものである。

図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ハンドル２２は、船舶１０の操舵を行なうために回転されるものである。
ハンドル２２は、断面が円形状で円環状に延在するハンドル本体２２０２と、ハンドル本体２２０２のハンドルシャフト２２０４と、ハンドルシャフト２２０４とハンドル本体２２０２とを接続するスポーク２２０６とを備えている。
本実施の形態では、ハンドルシャフト２２０４は、ほぼ船体１２の前後方向に沿って延在している。
操作角センサ（不図示）によって検出されたハンドル２２の操作角を示す操作角信号が操船制御装置１８に供給され、これにより操船制御装置１８が転舵アクチュエータ１６を駆動して転舵角の調整がなされる。

図７に示すように、スロットルレバー２４は、エンジン１３の出力調整を行なうためのものである。
スロットルレバー２４は、操作台１２０２から船体１２の前後方向に揺動可能に設けられた揺動軸２４０４と、揺動軸２４０４の先端に設けられ手により把持される被把持部２４０６とを備えている。
スロットルレバー２４は、不図示のレバー位置センサによって検出されたスロットルレバー２４の傾倒角度を示す傾倒角度信号が操船制御装置１８を介してエンジン１３のＥＣＵ１３０４Ｃに供給され、ＥＣＵ１３０４Ｃによりスロットルアクチュエータ１３０４Ｂおよびシフトアクチュエータ１３０６Ｂが駆動されエンジン１３の制御がなされる。
すなわち、スロットルレバー２４は、中立範囲と、中立範囲よりも船体１２の前方の範囲の前進範囲と、中立範囲よりも船体１２の後方の範囲の後進範囲とに傾倒可能に設けられている。

スロットルレバー２４が中立範囲に位置した場合、ＥＣＵ１３０４Ｃは、シフトアクチュエータ１３０６Ｂにより動力伝達機構１３０を中立位置に切り替えると共に、スロットルアクチュエータ１３０４Ｂによってスロットルバルブ１３０４Ａを閉じ、これによりエンジン１３が停止し船舶１０が停止する。
スロットルレバー２４が前進範囲に位置した場合、ＥＣＵ１３０４Ｃは、シフトアクチュエータ１３０６Ｂによって動力伝達機構１３０を前進位置に切り替えると共に、スロットルレバー２４の前方への傾倒角度が大きくなるほどスロットルアクチュエータ１３０４Ｂによりスロットルバルブ１３０４Ａの開度を大きく調整することでエンジン１３の回転数を上昇させ、船舶１０を前進させると共に航行速度を調整する。
スロットルレバー２４が後進範囲に位置した場合、ＥＣＵ１３０４Ｃは、シフトアクチュエータ１３０６Ｂによって動力伝達機構１３０を後進位置に切り替えると共に、スロットルレバー２４の後方への傾倒角度が大きくなるほどスロットルアクチュエータ１３０４Ｂによりスロットルバルブ１３０４Ａの開度を大きく調整することでエンジン１３の回転数を上昇させ、船舶１０を後進させると共に航行速度を調整する。

図１および図３に示す複数のアクチュエータ２６、２８、３０は、複数の操作部材２０、２２、２４を操作するものである。
本実施の形態では、イグニッションスイッチ２０を操作する第１アクチュエータ２６と、ハンドル２２を操作する第２アクチュエータ２８と、スロットルレバー２４を操作する第３アクチュエータ３０の３つのアクチュエータが複数のアクチュエータとして設けられている。

図５（Ａ）～（Ｄ）に示すように、第１アクチュエータ２６は、モータ３３と、回転部材３４とを含んで構成されている。
モータ３３と回転部材３４は、操船席１２０４に着座した操縦者によるイグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）の手動操作を妨げない箇所（操作台１２０２）に設けられている。
モータ３３は、操作台１２０２に不図示のブラケットを介して着脱可能に設けられている。
回転部材３４は、モータ３３の駆動軸３３０２に連結されている。
回転部材３４には、イグニッションスイッチ２０のキーシリンダ２００２に挿入されたイグニッションキー２００４の頭部２００４Ａに係脱可能な係合凹部３４０２が設けられている。
すなわち、回転部材３４は、イグニッションキー２００４に係脱可能で一体回転可能に結合され回転操作可能となっている。

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、イグニッションキー２００４の頭部２００４Ａに回転部材３４の係合凹部３４０２が対向するように位置決めしたのち、図５（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、回転部材３４およびモータ３３をイグニッションキー２００４方向に移動させることで、頭部２００４Ａが係合凹部３４０２に挿入されて係合され、その状態で不図示のブラケットを介して第１アクチュエータ２６が操作台１２０２に取り付けられる。
頭部２００４Ａに係合凹部３４０２が係合した状態で、後述する船舶側制御装置３２から駆動信号がモータ３３に供給されることによりモータ３３を駆動し、イグニッションキー２００４をオフ位置、オン位置、始動位置のそれぞれに回動させることができる。
これにより操船制御装置１８がエンジン１３に対するバッテリからの電力の供給停止、供給を行い、また、エンジン１３を始動させる。
また、頭部２００４Ａに係合凹部３４０２が係合した状態で、船舶側制御装置３２によってモータ３３に供給される駆動信号がオフとされることでモータ３３はサーボフリーとなり、操船席１２０４に着座した操縦者は、回転部材３４を把持することで回転部材３４を介してイグニッションキー２００４を手動で操作することができる。
なお、キーシリンダ２００２からのイグニッションキー２００４を取り外す際には、モータ３３を操作台１２０２から取り外し、頭部２００４Ａから係合凹部３４０２を離間させればよい。

図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第２アクチュエータ２８は、モータ３９と駆動ローラ４０とを含んで構成されている。
モータ３９と駆動ローラ４０は、操船席１２０４に着座した操縦者によるハンドル２２の手動操作を妨げない箇所（操作台１２０２）に不図示のブラケットを介して着脱可能に設けられている。
モータ３９は、操作台１２０２に取着された状態でその駆動軸３９０２をハンドル２２のハンドルシャフト２２０４とほぼ直交させるように配置されている。
駆動ローラ４０は、駆動軸３９０２の先端に取着されている。
駆動ローラ４０は、ハンドル本体２２０２の周方向の一部の船体１２の前方で斜め下方に配置され、ハンドル本体２２０２に係合し、駆動ローラ４０が回転されることによりハンドル本体２２０２の回動を可能とする。
駆動ローラ４０は、ハンドル本体２２０２のうち船体１２の前方で斜め下方に向いた面に係合する凹溝４００２を備え、モータ３９の回転駆動力が駆動ローラ４０の凹溝４００２を介してハンドル本体２２０２に効率よく伝達されるように図られている。

モータ３９は、船舶側制御装置３２から駆動信号が供給されることにより駆動軸３９０２、駆動ローラ４０を介してハンドル２２を正逆回転させる。
したがって、モータ３９が正逆回転することにより駆動ローラ４０によりハンドル本体２２０２が正逆方向に回転され、操作角センサで生成された操作角信号が操船制御装置１８に供給されることで転舵アクチュエータ１６が駆動され転舵角の調整がなされる。
また、船舶側制御装置３２によってモータ３９に供給される駆動信号がオフとされることでモータ３９はサーボフリーとなり、操船席１２０４に着座した操縦者は、ハンドル２２の手動操作が可能となっている。

図７に示すように、第３アクチュエータ３０は、直動式シリンダ（直動式電気シリンダ）３０Ａで構成され、シリンダ本体３００２と、シリンダ本体３００２に組み込まれたモータ（不図示）と、シリンダ本体３００２に組み込まれたピストンロッド３００４とを備えている。
直動式シリンダ３０Ａは、操船席１２０４に着座した操縦者によるスロットルレバー２４の手動操作を妨げない箇所（操作台１２０２）に不図示のブラケットを介して着脱可能に設けられている。
シリンダ本体３００２は、ピストンロッド３００４の出没方向を船体１２の前後方向に合致させて配置されている。
ピストンロッド３００４の先端は、スロットルレバー２４の揺動軸２４０４の長手方向の中間部に連結部４２の不図示の球面軸受を介して連結されている。
したがって、船舶側制御装置３２によってモータに駆動信号が供給されることで、シリンダ本体３００２に対してピストンロッド３００４が出没し、スロットルレバー２４が前進範囲、中立範囲、後進範囲にわたって傾倒され、これにより、エンジン１３の出力が調整され、船舶１０の前進、停止、後進、および、航行速度が調整される。
また、船舶側制御装置３２によってモータに供給される駆動信号がオフとされることでモータはサーボフリーとなり、操船席１２０４に着座した操縦者は、スロットルレバー２４の手動操作が可能となっている。

図３に示すように、前方カメラ６８Ａは、船体１２の前方を撮像して画像情報を生成するものである。
後方カメラ６８Ｂは、船体１２の後方を撮像して画像情報を生成するものである。
左方カメラ６８Ｃは、船体１２の左方を撮像して画像情報を生成するものである。
右方カメラ６８Ｄは、船体１２の右方を撮像して画像情報を生成するものである。
それら４つの画像情報は、船舶側通信部６０から遠隔操作装置４４（図４参照）の遠隔操作側通信部５８に無線回線を介して送信される。
なお、画像情報は、動画であっても一定の時間間隔で生成された静止画であってもよい。

測位部７０は、測位衛星から受信した測位信号に基づいて小型船舶の位置を測位し測位情報を生成するものである。
このような測位衛星は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星（ＱＺＳＳ）等のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：全球測位衛星システム）で用いられるものであり、それら測位システムで使用される測位衛星の１つを用いてもよく、あるいは、２つ以上の測位衛星を組み合わせて用いても良い。
測位部７０で生成された測位情報は、船舶側通信部６０から遠隔操作装置４４（図４参照）の遠隔操作側通信部５８に無線回線を介して送信される。

なお、本実施の形態では、複数のカメラ６８Ａ～６８Ｄと、測位部７０との双方を設けた場合について説明したが、いずれか一方のみを設けてもよい。しかしながら、本実施の形態のようにすると、船舶１０の周辺の状態と船舶１０の現在位置との双方を把握できるため、船舶１０を的確に遠隔操作する上でより有利となる。
また、本実施の形態では、前方カメラ６８Ａ、後方カメラ６８Ｂ、左方カメラ６８Ｃ、右方カメラ６８Ｄの４台のカメラを設けた場合について説明したが、カメラの数や配置は任意である。また、複数のカメラを設ける代わりに、撮像範囲が広範囲である全天球カメラや半天球カメラを用いるなど任意である。

図１に示すように、船舶側制御装置３２は、船体１２に搭載され、遠隔操作装置４４（図４参照）から送信される遠隔操作司令情報に基づいて第１、第２、第３アクチュエータ２６、２８、３０を制御するものである。船舶側制御装置３２については後で詳述する。

次に、図４を参照して、遠隔操作装置４４について詳細に説明する。
遠隔操作装置４４は、船舶１０から離間した箇所に位置する操作者が操作するものであり、操作者の操作により生成した遠隔操作司令情報を船舶側制御装置３２に無線回線を介して送信するものである。本実施の形態では、遠隔操作を行なう操縦者から船舶１０が視認できない範囲でも遠隔操作を行なうことを可能とした。すなわち、本実施の形態では、船舶１０の周辺の画像情報と船舶１０の測位情報を取得し、それら画像情報と測位情報とに基づいて遠隔操作装置４４側で画像情報を表示させると共に、船舶１０の地図上での測位情報を表示させるようにした。

遠隔操作装置４４は、第１～第３遠隔操作レバー４６、４８、５０と、角度センサ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃと、モード切替スイッチ５４と、操作部７２と、地図データベース７４と、表示部７６と、遠隔操作側制御部５６と、遠隔操作側通信部５８とを含んで構成されている。

第１～第３遠隔操作レバー４６、４８、５０は、イグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）、ハンドル２２、スロットルレバー２４を遠隔操作するための揺動操作がなされる遠隔操作用の操作部材（ジョイスティック）で構成されている。

角度センサ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃは、各遠隔操作レバー４６、４８、５０に対応して設けられ、各遠隔操作レバー４６、４８、５０の操作位置に対応する角度を示す検知信号を出力するものである。

モード切替スイッチ５４は、後述する遠隔操作モードと、手動操作モードとを切り替える際に切り替え操作されるものである。

操作部７２は、操縦者の操作に応じて、後述する報知部５６Ｂに対して表示部７６で表示する情報の切り替えなどを指示するものである。操作部７２は、例えば、表示部７６の表示面に設けられたタッチパネルや表示部７６とは独立して設けられたキースイッチで構成されている。
地図データベース７４は、船舶１０が航行する場所を含む地図情報を格納しており、地図情報は地球上の測位情報（位置情報）と関連付けられている。
表示部７６は、後述する報知部５６Ｂの制御に基づいて、船舶１０の周辺の画像情報を表示し、また、船舶１０の現在位置を地図情報上に表示するものである。

遠隔操作側制御部５６は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、各角度センサ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、モード切替スイッチ５４、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。

遠隔操作側制御部５６は、上記制御プログラムを実行することにより指令情報生成部５６Ａ、報知部５６Ｂ、故障時制御部５６Ｃとして機能する。
指令情報生成部５６Ａは、各角度センサ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃから供給される検知信号に基いて遠隔操作指令情報を生成するものである。
また、指令情報生成部５６Ａは、モード切替スイッチ５４から供給される操作信号に基いてモード切替司令情報を生成するものである。

報知部５６Ｂは、船舶側通信部６０から無線回線を介して送信された画像情報を表示部７６に表示させ、また、船舶側通信部６０から無線回線を介して送信された測位情報に基づいて地図データベース７４から地図情報を読み出し、測位情報に基づいてその地図情報上に船舶１０の現在位置を示すアイコンを重ね合わせて表示部７６に表示させる。
また、報知部５６Ｂは、操作部７２の操作に応じて画像情報と地図情報とを切り替えて表示部７６に表示させる。あるいは、船体１２の前方、後方、左方、右方の画像情報を選択的に表示部７６に表示させる。
例えば、図８（Ａ）は、表示部７６の表示画面７６０２に、前方カメラ６８Ａで撮像された船体１２の前方の画像情報が表示された状態を示しており、この例では、水平線２、陸地４が表示されている。
また、図８（Ｂ）は、表示部７６の表示画面７６０２に、陸地４や海６を示す地図情報上に船舶１０の現在位置を示すアイコン８が重ね合わされて表示された状態を示している。

故障時制御部５６Ｃは、船舶１０に故障が生じた際に指令情報生成部５６Ａに代わって遠隔操作指令情報を生成する。故障時制御部５６Ｃは、指令情報生成部５６Ａの一機能であってもよい。
本実施の形態では、故障時制御部５６Ｃは、船舶１０の舵機構（ラダー１５または転舵アクチュエータ１６の少なくともいずれか、またはその周辺部）が故障した際に、指令情報生成部５６Ａに代わって遠隔操作指令情報を生成する。
故障時制御部５６Ｃについては後で詳述する。

遠隔操作側通信部５８は、船舶側通信部６０と無線回線を介して通信可能に構成され、指令情報生成部５６Ａで生成された遠隔操作指令情報、モード切替司令情報を船舶側通信部６０に無線回線を介して送信するものである。

つぎに、船舶側制御装置３２の詳細について説明する。
図３に示すように、船舶側制御装置３２は、船舶側通信部６０と、第１～第３検出部６２Ａ～６２Ｃと、サーボ制御部６４と、制御部６６とを含んで構成されている。
船舶側通信部６０は、遠隔操作側通信部５８から無線回線を介して送信される遠隔操作指令情報を受信するものである。
第１～第３検出部６２Ａ～６２Ｃは、第１～第３アクチュエータ２６、２８、３０によるイグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）、ハンドル２２、スロットルレバー２４の操作量を検出するものである。
具体的に説明すると、第１検出部６２Ａは、第１アクチュエータ（モータ）２６の駆動軸２６０２の回転量（角度）を操作量として検出する。
第２検出部６２Ｂは、第２アクチュエータ（モータ）２８の駆動軸２８０２の回転量（角度）を操作量として検出する。
第３検出部６２Ｃは、第３アクチュエータ（直動式の電気シリンダ）３０のピストンロッド３００４の移動量を操作量として検出する。
サーボ制御部６４は、操作部材制御部６６Ａの制御により第１～第３検出部６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃでそれぞれ検出された操作量に基づいて第１アクチュエータ２６（モータ３３）、第２アクチュエータ２８（モータ３９）、第３アクチュエータ３０（直動式シリンダ３０Ａ）のサーボ制御をそれぞれ行なう。

制御部６６は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、第１～第３の検出部６２Ａ～６２Ｃ、サーボ制御部６４、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
制御部６６は、上記制御プログラムを実行することにより操作部材制御部６６Ａとして機能する。
操作部材制御部６６Ａは、船舶側通信部６０を介して受信した遠隔操作指令情報に基いて、第１～第３検出部６２Ａ～６２Ｃの検出結果を監視しつつ、サーボ制御部６４を制御することで第１～第３アクチュエータ２６、２８、３０を駆動制御してイグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）、ハンドル２２、スロットルレバー２４を動かすものである。
また、操作部材制御部６６Ａは、遠隔操作装置４４のモード切替スイッチ５４の操作によって、遠隔操作側制御部５６で生成されたモード切替指令情報を、遠隔操作側通信部５８、船舶側通信部６０を介して受信することで、遠隔操作モードと、手動操作モードとに選択可能に構成されている。
操作部材制御部６６Ａは、モード切替指令情報に応じて遠隔操作モードに設定された場合は、遠隔操作装置４４に対する操作に応じて遠隔操作を行う。
すなわち、操作部材制御部６６Ａは、遠隔操作指令情報に基いて第１～第３アクチュエータ２６、２８、３０を制御してイグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）、ハンドル２２、スロットルレバー２４を操作する。
また、操作部材制御部６６Ａは、モード切替指令情報に応じて手動操作モードに設定された場合は、サーボ制御部６４を制御して第１アクチュエータ２６のモータ３３、第２アクチュエータ２８のモータ３９、第３アクチュエータのモータへの駆動信号をオフとすることで、すなわち、サーボ制御６４のサーボ制御を無効とすることで、第１～第３アクチュエータ２６、２８、３０をサーボフリーとしてイグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）、ハンドル２２、スロットルレバー２４の手動操作を可能とする。
なお、モード切替スイッチ５４を船舶側制御装置３２に設け、モード切替スイッチ５４の操作を受け付けた操作部材制御部６６Ａが遠隔操作モードと、手動操作モードとを選択するようにしてもよい。

＜通常時の制御＞
次に、本実施の形態の船舶の航行システムにおける通常時（舵機構が故障していない場合）の制御について説明する。
まず、操縦者が遠隔操作装置４４を介して船舶１０を遠隔操作する場合について説明する。
予め、イグニッションキー２００４の頭部２００４Ａに回転部材３４の係合凹部３４０２が係合した状態とされ、船舶側制御装置３２はモード切替スイッチ５４により遠隔操作モードに設定されているものとする。
なお、操縦者による船舶１０の遠隔操作は、操縦者が船舶１０を監視しながら行なうものとする。すなわち、操縦者は、表示部７６に表示された画像情報によって（船舶１０が操縦者の視認可能な位置にある場合は、操縦者が船舶１０を直接目視してもよい）船舶１０の周辺の状況、具体的には、他の船舶の有無やそれら船舶と船舶１０との位置関係や、船舶１０と陸地との位置関係などを把握しながら船舶１０を遠隔操作する。
また、表示部７６に表示された地図情報に基づいて、船舶１０の現在位置を把握しながら、船舶１０から離れた箇所から船舶１０を的確に遠隔操作することができる。

操縦者が遠隔操作装置４４の第１～第３遠隔操作レバー４６、４８、５０を操作することにより、各角度センサ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃで検出された検知信号に基いて指令情報生成部５６Ａが遠隔操作指令情報を生成する。遠隔操作指令情報は、無線回線を介して遠隔操作側通信部５８から船舶側通信部６０に無線回線を介して送信される。
船舶１０では、船舶側通信部６０を介して受信された遠隔操作指令情報が操作部材制御部６６Ａに供給され、操作部材制御部６６Ａは、遠隔操作指令情報に基いて、第１～第３検出部６２Ａ～６２Ｃの検出結果を監視しつつ、サーボ制御部６４を制御することで第１～第３アクチュエータ２６、２８、３０を駆動制御してイグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）、ハンドル２２、スロットルレバー２４を操作させる。
すなわち、第１アクチュエータ２６によってイグニッションスイッチ２０が操作されることにより、イグニッションスイッチ２０がオフ位置、オン位置、始動位置に切り替えられることにより、エンジン１３のエンジン１３の停止、始動がなされる。
また、第２アクチュエータ２８によってハンドル２２が操作されることによって、ラダー１５の転舵角の調整が行なわれ、船舶１０が操舵される。
また、第３アクチュエータ３０によってスロットルレバー２４が操作されることによって、エンジン１３による推進力の調整が行なわれ、船舶１０の前進、後退、停止の切り替え、および、航行速度の調整が行なわれる。
通常時においては、遠隔操作時および次に説明する手動操作時いずれの場合にも、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力は等しくなるように制御される。

次に、船舶１０に搭乗した操縦者が手動操作する場合について説明する。
予め、船舶側制御装置３２はモード切替スイッチ５４により手動操作モードに設定されているものとする。
操船席１２０４に着座した操縦者の手動操作によって、イグニッションスイッチ２０がオフ位置、オン位置、始動位置に切り替えられることによって、エンジン１３のエンジン１３の停止、始動がなされる。
また、操縦者の手動操作によって、ハンドル２２が操作されることによって、ラダー１５の転舵角の調整が行なわれ、船舶１０が操舵される。
また、操縦者の手動操作によって、スロットルレバー２４が操作されることによって、エンジン１３による推進力の調整が行なわれ、船舶１０の前進、後退、停止の切り替え、および、航行速度の調整が行なわれる。
この際、第１～第３アクチュエータ２６、２８、３０はサーボフリーとされているため、イグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）、ハンドル２２、スロットルレバー２４の手動操作は妨げられない。

このように、本実施の形態では、操船者によって操作される船舶１０の航行（操船）を行なうための操作部材を操作する第１～第３アクチュエータ２６、２８、３０を、操船席１２０４に着座した操船者による操作部材の手動操作を妨げない箇所に着脱可能に設け、操作部材制御部６６Ａの遠隔操作モードを選択することで、遠隔操作指令情報に基いて第１～第３アクチュエータ２６、２８、３０を制御してイグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）、ハンドル２２、スロットルレバー２４を操作することによって、船舶１０を遠隔操作することができるようにし、操作部材制御部６６Ａの手動操作モードを選択することで、第１～第３アクチュエータ２６、２８、３０をサーボフリーとしてイグニッションスイッチ２０（イグニッションキー２００４）、ハンドル２２、スロットルレバー２４を操船席１２０４に着座した操縦者が手動操作できるようにした。
これにより、船舶１０を元の状態に戻すことなく操縦者が操船席に着座して船舶１０を操縦することも、また、操縦者が乗船せずに遠隔操作することもでき、船舶１０の使い勝手の向上を図る上で有利となる。

＜故障時の制御＞
次に、船舶１０の舵機構が故障した場合の制御について説明する。
図４に示すように、故障時制御部５６Ｃは、故障検出部５６０と、障害物検出部５６２と、移動制御部５６４とを備える。
故障検出部５６０は、舵機構（ラダー１５または転舵アクチュエータ１６の少なくともいずれか、またはその周辺部）の故障を検出する。故障検出部５６０は、例えば第２遠隔操作レバー４８の操作に基づくハンドル２２の操作量に対応した船舶１０の進行方向を推定し、推定した進行方向と船舶１０の実際の進行方向とのずれが許容値以上となった場合、すなわち船舶１０の進行方向が操縦者の操縦通りに調整されない場合に、舵機構が故障していると判断する。なお、船舶１０の進行方向は、例えば測位部７０の測位データを用いて検出する。
また、故障検出部５６０は、例えば転舵アクチュエータ１６の電流値等を検出したり、ラダー１５に転舵角センサを設けて転舵角を検出したりして、指令情報生成部５６Ａの指令情報通りに転舵アクチュエータ１６やラダー１５が稼働しているかを監視し、指令情報通りに稼働していない場合に、舵機構が故障していると判断してもよい。

障害物検出部５６２は、船体１２の進行方向前方に位置する障害物を検出する。障害物検出部５６２は、例えば船舶１０に設けられたカメラ６８Ａ～６８Ｄで撮影した画像を解析して船体１２の進行方向前方に位置する障害物、例えばブイや流木、岩などの物体、他の船舶や水上バイク等を検出する。
また、障害物検出部５６２は、例えば船舶１０に設けられたレーダー（図示なし）により障害物を検出したり、他の船舶から発振される無線信号から他の船舶が船体１２の進行方向前方に位置するかを検出してもよい。

移動制御部５６４は、舵機構の故障が検出された場合、船体１２が所望の方向に移動するように左側エンジン１３Ａおよび右側エンジン１３Ｂの出力をそれぞれ調整するとともに、左側スクリュープロペラ１４Ａおよび右側スクリュープロペラ１４Ｂの回転方向をそれぞれ調整する。すなわち、本実施の形態では、船舶１０の舵機構が故障した場合には、左右のエンジン１３の出力比およびスクリュープロペラ１４の回転方向によって船舶１０の進行方向を調整する。

より詳細に移動制御部５６４による制御を説明する。
舵機構の故障が検出された場合、移動制御部５６４は、まず図９Ａに模式的に示すように左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力を等しくして、船体１２が直進するか否かを判断する。なお、図９の矢印Ａは左側エンジン１３Ａの出力の大きさを模式的に示し、矢印Ｂは右側エンジン１３Ｂの出力の大きさを模式的に示す。また、矢印の方向はスクリュープロペラ１４の回転により得られる推進力の方向、すなわちスクリュープロペラ１４の回転方向を示す。
この時、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力は、例えば最大出力の５０％とする。これは、エンジン１３の出力を増加させる方向にも減少させる方向にも等しく余地を残しておいた方が進行方向を調整しやすいためである。この場合、後述する左右のエンジン１３の通常時出力は、いずれもエンジン１３の最大出力の５０％以下に設定される。

左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力を等しくして船体１２が直進する場合、移動制御部５６４は、船体１２の旋回が指示されるまではそのままの出力比を継続する。すなわち、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力が等しい状態（例えばいずれも最大出力の５０％）を通常時出力（言い換えると直進時出力）とする。

一方、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力を等しくすると船体１２が左右のいずれかに旋回する場合、移動制御部５６４は、船体１２が旋回する側の反対側にあるエンジン１３の出力を相対的に小さくする。
例えば、図９Ａの点線矢印に示すように、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力を等しくすると船体１２が右方向に旋回する場合、図９Ｂに示すように、船体１２が旋回する側と反対にある左側エンジン１３Ａの出力を小さくする。これにより、船体１２の右方向への推力が抑えられ、左右のバランスが取れた場合に船体１２は直進する。移動制御部５６４は、船体１２が直進する際の左右のエンジン１３の出力を通常時出力とする。例えば図９Ａで左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力を最大出力の５０％とすると、図９Ｂでは左側エンジン１３Ａの出力は最大出力の５０％未満（例えば３０％など）、右側エンジン１３Ｂの出力は最大出力の５０％となり、いずれも最大出力の５０％以下となる。
なお、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力を等しくすると船体１２が左右のいずれかに旋回するのは、例えば舵機構の故障が生じた時点でラダー１５の方向が左右いずれかに傾いていたり、その地点の海流などが影響すると考えられる。

その後の航行中（通常時出力での航行中）に、船体１２を左右いずれかに旋回させる場合、移動制御部５６４は、船体１２が旋回する側にあるエンジン１３の出力を相対的に小さくする。この時、移動制御部５６４は、例えば通常時出力の小さい側のエンジン１３の出力を増減させることにより、左右のエンジン１３の出力に差が生じるようにする。これは、通常時出力の大きい側のエンジン１３の出力を増減させるのと比較して燃料消費量が抑えられるためであるとともに、出力を増減させるエンジン１３を決めた方が走行速度が安定するためである。
例えば図９Ｂのように、左側エンジン１３Ａの出力を相対的に小さくすると船体１２が直進する場合、通常時出力の小さい側のエンジン１３は左側エンジン１３Ａとなる。このような航行状態で、例えば図１０Ａに示すように船体１２を左旋回させたい場合、移動制御部５６４は、旋回する側にある左側エンジン１３Ａの出力を通常時出力よりも小さくする。これにより、右側エンジン１３Ｂの出力が相対的に大きくなり、船体１２が左旋回する。
また、例えば図１０Ｂに示すように、船体１２を右旋回させたい場合、移動制御部５６４は、旋回する側と反対にある左側エンジン１３Ａの出力を通常時出力よりも大きくして、旋回する側にある右側エンジン１３Ｂの出力を相対的に小さくする。図１０Ｂでは、例えば左側エンジン１３Ａと右側エンジン１３Ｂとの出力が等しくなり、図９Ａのような状態となることにより船体１２が右旋回する。

すなわち、移動制御部５６４は、船体１２が直進するように第１の駆動部である左側エンジン１３Ａおよび第２の駆動部である右側エンジン１３Ｂの通常時出力それぞれ決定し、船体１２を左右いずれかに旋回させる際は、左側エンジン１３Ａおよび右側エンジン１３Ｂのいずれかの出力を通常時出力から増減させる。
また、移動制御部５６４は、船体１２を左右いずれかに旋回させる際は、通常時出力の小さい側のエンジン１３（図１０の例では左側エンジン１３Ａ）の出力を増減させる。

なお、上述した説明では、通常時出力を決める際に、船体１２が旋回する側の反対側にあるエンジン１３の出力を小さくするようにしたが、これに限らず、船体１２が旋回する側にあるエンジン１３の出力を大きくすることにより、船体１２が旋回する側の反対側にあるエンジン１３の出力を相対的に小さくするようにしてもよい。
具体的には、例えば左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力を等しくすると船体１２が右方向に旋回する場合に、図９Ｃに示すように、船体１２が旋回する側にある右側エンジン１３Ａの出力を大きくしてもよい。
一方で、エンジン１３の出力を大きくすると燃料の使用量も多くなるため、図９Ｂのように船体１２の旋回方向と反対側にあるエンジン１３の出力を抑えて左右のバランスを取り、通常時出力とした方が好ましいと考えられる。

同様に、図１０では、船体１２を左右いずれかに旋回させる際は、通常時出力の小さい側のエンジン１３（図１０の例では左側エンジン１３Ａ）の出力を増減させることにより、船体１２が旋回する側にあるエンジン１３の出力を相対的に小さくしたが、通常時出力の大きい側のエンジン１３（図１０の例では右側エンジン１３Ｂ）の出力を増減させることにより、船体１２が旋回する側にあるエンジン１３の出力を相対的に小さくしてもよい。
具体的には、図９Ｂのように左側エンジン１３Ａの出力を相対的に小さくすることにより船体１２を直進している場合、船体１２を左旋回させたい時には右側エンジン１３Ｂの出力を通常時出力よりも大きくし、右旋回させたい時には右側エンジン１３Ｂの出力を通常時出力よりも小さくするようにしてもよい。

＜障害物との接触回避制御＞
つぎに、船舶１０の進行方向前方に障害物が検出された場合について説明する。
障害物検出部５６２により船舶１０の進行方向前方に障害物が検出された場合、船舶１０は、障害物との接触を避けるように航行する必要がある。
本実施の形態では、移動制御部５６４は、障害物と船舶１０との間の距離に応じて、以下の２種類の方法で船舶１０を航行させる。

（方法１）障害物と船舶１０との間の距離が所定距離Ｌ０以上離れている場合
方法１は、障害物と船舶１０との間の距離が大きく開いており、比較的緊急度が低い場合である。障害物が漂流物である場合など、障害物が移動しない、または移動速度が比較的遅い場合なども方法１を適用してもよい。
図１１Ａに示すように、紙面上方向に向かって航行する船舶１０の前方の距離Ｌ１（≧Ｌ０）の地点に障害物８０が検出されたものとする。この場合、移動制御部５６４は、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂを最大出力とするとともに、左右のスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂの回転方向を反転させて船体１２を後進させる。それまで前進していた船体１２には慣性力が働くため、左右のスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂを反転させても即座には後進とならないが、一定時間後には船体１２が後進し始める。
船体１２が後進し始めると、移動制御部５６４は、船舶１０の進行方向が障害物８０を向かないように船体１２の向きを左右のいずれかにずらす。例えば、海上衝突予防法では、２隻の船が真向かいに行き会う場合で衝突のおそれがあるときは、互いに相手船の左げん側（船の左側）を通過する、と規定されているので、ここでは船体１２を左側に向けることにより障害物８０を回避する場合を考える。一般に、船舶１０の左右のスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂをそれぞれ逆の推進方向に回転させると、非常に小さい範囲で方向転換が可能なことが知られている。この方法で船体１２を左側に向けたい場合には、図１１Ｂに示すように、左側エンジン１３Ａを後進方向に、右側エンジン１３Ｂを前進方向に回転させると、船尾を中心に船体１２全体を左に回転させようとする力が働き、船首が左側を向く。
このように方向転換を行った上で、移動制御部５６４は、図１１Ｃに示すように障害物８０を回避しつつ、元の進路に戻って航行するように適宜方向転換を行いながら船舶１０を航行させる。

（方法２）障害物と船舶１０との間の距離が所定距離未満の場合
方法２は、障害物と船舶１０との間の距離が小さく、比較的緊急度が高い場合である。例えば船舶１０の進行方向を横切るように他の船舶が航行してきた場合など、障害物の移動速度が比較的早い場合なども方法２を適用してもよい。
図１２Ａに示すように、紙面上方向に向かって航行する船舶１０の前方の距離Ｌ２（＜Ｌ０）の地点に障害物８０が検出されたものとする。この場合、移動制御部５６４は、方法１と同様に左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂを最大出力とするとともに、左右のスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂの回転方向を反転させて船体１２を後進させる。それまで前進していた船体１２には慣性力が働くため、左右のスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂを反転させても即座には後進とならないが、一定時間後には船体１２が後進し始める。
船体１２が後進し始めると、移動制御部５６４は、そのまま船体１２の後進を継続させる。このとき、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力を不均衡にすることによって船体１２を直進させていた場合、船体１２は後進しながら左右いずれかに旋回することが予測される。例えば、図９Ｂのように左側エンジン１３Ａの出力を相対的に小さくしながら前方向に直進していた場合、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂを共に最大出力にして後進すると、図１２Ｂのように船首が左方向を向くように旋回する。すなわち、船体１２の進行方向を制御していない状態となる。しかしながら、障害物８０との距離が距離Ｌ３になるまでは、障害物８０から離れることを優先する。
障害物８０との距離が距離Ｌ３になると、移動制御部５６４は、図１２Ｃに示すように障害物８０を回避しつつ、元の進路に戻って航行するように適宜方向転換を行いながら船舶１０を航行させる。具体的には、例えば障害物８０の左側に回り込む経路Ｗ１のように航行してもよいし、障害物８０の右側に回り込む経路Ｗ２のように航行してもよい。なお、距離Ｌ３は、所定距離Ｌ０と等しくしてもよいし、所定距離Ｌ０よりも長く設定してもよい。

すなわち、移動制御部５６４は、船体１２の進行方向前方に障害物が検出された場合、左側スクリュープロペラ１４Ａおよび右側スクリュープロペラ１４Ｂを前進時と逆方向に回転させ、船体１２と障害物との距離が所定距離Ｌ０以上となった後に障害物を迂回するように船体１２を移動させる。

＜船舶１０に推進機が搭載されている場合＞
図１３に、船舶の他の構成例を示す。
図１３に示す船舶１０Ａは、エンジン１３とスクリュープロペラ１４とが一体となった推進機１７（１７Ａ、１７Ｂ）を２台を備えている。船体１２の左側に設けられているのが左側スクリュープロペラ１４Ａおよび左側エンジン１３Ａを備える左側推進機１７Ａであり、船体１２の右側に設けられているのが右側スクリュープロペラ１４Ｂおよび右側エンジン１３Ｂを備える右側推進機１７Ｂである。

推進機１７は、エンジン１３と、動力伝達機構１３０（図２参照）と、スクリュープロペラ１４とを含んで構成されている。エンジン１３、動力伝達機構１３０およびスクリュープロペラ１４の機能は、図１および図２を用いて説明したものと同様である。
また、これらの構成のうち、エンジン１３および動力伝達機構１３０は、カバー１７０２内に収容されており、スクリュープロペラ１４はカバー１７０２外に配置されている。
カバー１７０２は、上述したようにエンジン１３と動力伝達機構１３０を収容するとともに、トランサム１２０６の船体幅方向の中央に船体１２の上下方向に延在する転舵軸Ｚを中心に揺動可能に結合されている。

このような推進機１７を有する船舶１０において、転舵アクチュエータ１６Ａ、１６Ｂはそれぞれ、操船制御装置１８から与えられるハンドル２２の操作角信号に基づいて、推進機１７Ａ、１７Ｂをケース１７０２ごと転舵軸Ｚ周りに揺動させることで推進機１７の転舵角（船体１２の中心線ＣＬに対してプロペラシャフト１４１０の軸心ＸＬがなす角）を変更させ、船体１２の進行方向を調整する。すなわち、図１に示した船舶１０では、ラダー１５を揺動させることにより船体１２の進行方向を調整するが、図１３に示した船舶１０では、エンジン１３やスクリュープロペラ１４を備える推進機１７をケース１７０２ごと揺動させることにより船体１２の進行方向を調整する。
言い換えると、推進機１７の舵機構は、左側スクリュープロペラ１４Ａおよび右側スクリュープロペラ１４Ｂの向きを船体１２の向き（中心線ＣＬ）対して揺動させることによって船体１２の移動方向を調整する。

なお、図１３に示すような推進機１７の形式としては、例えばエンジン１３、動力伝達機構１３０およびスクリュープロペラ１４を共に船体１２の外側に取り付ける形式である船外機、船体１２の内部にエンジン１３を設置するとともにスクリュープロペラ１４を船体１２の外部に設置して動力伝達機構１３０でこれらをつなぐ形式である船内外機（スターンドライブ）などが知られているが、本実施の形態はこれらいずれにも適用可能である。

このような２つの推進機１７が設けられた船舶１０で一方の推進機１７の舵機構が故障した場合、以下の２つの方法がとり得る。
なお、このような推進機１７が設けられた船舶１０で舵機構の故障とは、例えば転舵アクチュエータ１６Ａが故障した場合、推進機１７のケースと船体１２とを接続する接続機構に物理的な欠損が生じた場合などが考えられる。

（方法１）舵機構が故障した側の推進機１７のエンジン１３を停止し、故障していない側の推進機１７のみを用いて航行する。
舵機構が故障した推進機１７のエンジン１３を駆動すると、舵機構が故障した時点における推進機１７の向きの方向に推進力が発生することになる。故障していない側の推進機１７の向きを調整することによって船体１２の進行方向は調整可能であるものの、故障した推進機１７が発生した推進力によって効率が悪くなる。よって、方法１では、舵機構が故障した側の推進機１７のエンジン１３を停止し、故障していない側の推進機１７のみを用いて航行する。
すなわち、方法１では、移動制御部５６４は、左側スクリュープロペラ１４Ａおよび右側スクリュープロペラ１４Ｂを船体の向きに対して揺動させることによって船体１２の移動方向を調整する船舶１０Ａ、すなわち推進機１７を利用する船舶１０において、左右いずれかの推進機１７の舵機構が故障し、左側スクリュープロペラ１４Ａまたは右側スクリュープロペラ１４Ｂのいずれかが移動できなくなった場合、故障した側のスクリュープロペラ１４を回転させる駆動部（エンジン１３）を停止させ、故障していない側のスクリュープロペラ１４およびこれに対応するエンジン１３のみを用いて船体１２を移動させる。

（方法２）舵機構が故障していない側の推進機１７についても舵機構を停止し、左右のエンジン１３の出力比を調整することによって船舶１０の進行方向を調整する。
方法２では、舵機構が故障した側の推進機１７のエンジン１３も駆動を継続する一方で、舵機構が故障していない側の推進機１７の舵機構も使用を停止し、図９～図１２を用いて説明したように左右のエンジン１３の出力比を調整することによって船舶１０の進行方向を調整する。
このようにすることによって、左右両方のエンジン１３を用いて航行を継続できるので、より迅速に目的地点に到達することが可能となる。

以上説明したように、実施の形態にかかる船舶の航行システムによれば、船舶１０の舵機構が故障した場合には、左右の駆動部（エンジン１３Ａ、１３Ｂ）の出力およびスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂの回転方向を変更することによって船舶１０の進行方向を調整するので、舵機構が故障した際にも船舶１０の方向転換を行うことができ、船舶１０の安全性を向上させる上で有利となる。
また、実施の形態にかかる船舶の航行システムによれば、船体１２が直進するように左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力（通常時出力）を決定し、船体１２を左右いずれかに旋回させる際は、左右のエンジン１３Ａ、１３Ｂの出力を通常時出力から増減させるので、舵機構が故障した際の操舵状況に関わらず船体１２の進行方向を調整することができる。
また、実施の形態にかかる船舶の航行システムにおいて、船体１２を左右いずれかに旋回させる際は、通常時出力の小さい側のエンジン１３の出力を増減させるようにすれば、通常時出力の大きい側のエンジン１３の出力を増減させるのと比較してエンジン１３の消費エネルギーを低減する上で有利となる。
また、実施の形態にかかる船舶の航行システムにおいて、通常時出力をエンジン１３の最大出力の５０％以下に設定すれば、エンジン１３の消費エネルギーを定常的に低減する上で有利となる。
また、実施の形態にかかる船舶の航行システムによれば、船体１２の進行方向前方に障害物が検出された場合、左右のスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂを前進時と逆方向に回転させ、船体１２と障害物との距離が所定距離以上となった後に障害物を迂回するように船体１２を移動させるので、障害物と船体１２との接触を確実に回避する上で有利となる。
また、実施の形態にかかる船舶の航行システムによれば、左右のスクリュープロペラ１４Ａ、１４Ｂの向きを船体１２に対して揺動させることによって舵を取る形式の船舶において、舵機構の故障（スクリュープロペラ１４が移動できなくなる等）が検出された場合、故障した側のスクリュープロペラ１４を回転させるエンジン１３を停止させ、故障していない側のスクリュープロペラ１４およびエンジン１３のみを用いて船体１２を移動させるので、エンジン１３における消費エネルギーを低減しつつ船体１２の進行方向を調整する上で有利となる。
また、実施の形態にかかる船舶の航行システムによれば、船舶１０の航行を行なうための複数の操作部材２０、２２、２４をそれぞれ操作する複数のアクチュエータ２６、２８、３０を、操船席１２０４に着座した操船者による複数の操作部材２０、２２、２４の手動操作を妨げない箇所に設け、操作部材制御部６６Ａの遠隔操作モードを選択することで、遠隔操作指令情報に基いて複数のアクチュエータ２６、２８、３０を制御して複数の操作部材２０、２２、２４を操作することによって、船舶１０を遠隔操作することができるようにし、操作部材制御部６６Ａの手動操作モードを選択することで、複数の操作部材２０、２２、２４を手動操作できるようにした。したがって、遠隔操作を行なうために船舶１０の改造を行なう必要がなく、船舶１０を遠隔操作可能とすることができ、船舶１０を元の状態に戻すことなく操船席１２０４に座って手動操縦することができ、使い勝手の向上を図る上で有利となる。

本実施の形態では、遠隔操作側制御部５６が故障時制御部５６Ｃとして機能するものとしたが、例えば船舶１０が遠隔操作ではなく、自律的に自動航行している場合には、船舶１０に搭載された制御部（本実施の形態における操船制御装置１８）が故障時制御部５６Ｃとして機能するようにしてもよい。

また、本実施の形態において船舶１０は、左右に１つずつ駆動部（エンジン１３）を備えるものとしたが、左右にそれぞれ同数の駆動部を備える船舶であれば本発明を適用可能である。左右にそれぞれ２つ以上の駆動部が設けられた船舶に本発明を適用する場合、上述した実施の形態における「左側エンジン１３Ａの出力」を「左側に設けられた駆動部の出力の和」に、「右側エンジン１３Ｂの出力」を「右側に設けられた駆動部の出力の和」に、それぞれ置き換えればよい。

１０ 船舶
１２ 船体
１３（１３Ａ、１３Ｂ） エンジン
１４（１４Ａ、１４Ｂ） スクリュープロペラ
１５（１５Ａ、１５Ｂ） ラダー
１６（１６Ａ、１６Ｂ） 転舵アクチュエータ
１７（１７Ａ、１７Ｂ） 推進機
１８ 操船制御装置
２０ イグニッションスイッチ
２２ ハンドル
２４ スロットルレバー
２６ 第１アクチュエータ
２８ 第２アクチュエータ
３０ 第２アクチュエータ
３２ 船舶側制御装置
４４ 遠隔操作装置
４６ 第１遠隔操作レバー
４８ 第２遠隔操作レバー
５０ 第３遠隔操作レバー
５４ モード切替スイッチ
５６ 遠隔操作側制御部
５６Ａ 指令情報生成部
５６Ｂ 報知部
５６Ｃ 故障時制御部
５６０ 故障検出部
５６２ 障害物検出部
５６４ 移動制御部
５８ 遠隔操作側通信部
６０ 船舶側通信部
６６ 制御部
６６Ａ 操作部材制御部

Claims (7)

1. 船体の左側に設けられた第１のスクリュープロペラと、前記第１のスクリュープロペラを回転させる第１の駆動部と、前記船体の右側に設けられた第２のスクリュープロペラと、前記第２のスクリュープロペラを回転させる第２の駆動部と、前記船体の移動方向を調整する舵機構と、を備える船舶の航行システムであって、
   前記舵機構の故障を検出する故障検出部と、
   前記舵機構の故障が検出された場合、前記船体が所望の方向に移動するように前記第１の駆動部および前記第２の駆動部の出力をそれぞれ調整するとともに、前記第１のスクリュープロペラおよび前記第２のスクリュープロペラの回転方向をそれぞれ調整する移動制御部と、
   を備えることを特徴とする船舶の航行システム。
2. 前記移動制御部は、前記船体が直進するように前記第１の駆動部および前記第２の駆動部の通常時出力それぞれ決定し、前記船体を左右いずれかに旋回させる際は、前記第１の駆動部または前記第２の駆動部のいずれかの出力を前記通常時出力から増減させる、
   ことを特徴とする請求項１記載の船舶の航行システム。
3. 前記移動制御部は、前記船体を左右いずれかに旋回させる際は、前記通常時出力の小さい側の駆動部の出力を増減させる、
   ことを特徴とする請求項２記載の船舶の航行システム。
4. 前記移動制御部は、前記通常時出力を前記駆動部の最大出力の５０％以下に設定する、
   ことを特徴とする請求項２または３記載の船舶の航行システム。
5. 前記船体の進行方向前方に位置する障害物を検出する障害物検出部を更に備え、
   前記移動制御部は、前記船体の進行方向前方に前記障害物が検出された場合、前記第１のスクリュープロペラおよび前記第２のスクリュープロペラを前進時と逆方向に回転させ、前記船体と前記障害物との距離が所定距離以上となった後に前記障害物を迂回するように前記船体を移動させる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の船舶の航行システム。
6. 前記舵機構は、前記第１のスクリュープロペラおよび前記第２のスクリュープロペラの向きを前記船体に対して揺動させることによって前記船体の移動方向を調整し、
   前記移動制御部は、前記第１のスクリュープロペラまたは前記第２のスクリュープロペラのいずれかが移動できなくなる故障が検出された場合、故障した側のスクリュープロペラを回転させる駆動部を停止させ、故障していない側のスクリュープロペラおよび駆動部のみを用いて前記船体を移動させる、
   ことを特徴とする請求項１記載の船舶の航行システム。
7. 前記船舶は、
   操縦者によって操作される前記船舶の航行を行なうための複数の操作部材をそれぞれ操作する複数のアクチュエータと、
   遠隔操作司令情報を受信する船舶側通信部と、
   前記船舶側通信部で受信された前記遠隔操作司令情報に基づいて前記複数のアクチュエータをそれぞれ操作する操作部材制御部と、を更に備え、
   前記複数のアクチュエータは、操船席に着座した前記操縦者による前記操作部材の手動操作を妨げない箇所に設けられ、
   前記操作部材制御部は、前記遠隔操作司令情報に基づいて前記複数のアクチュエータをそれぞれ制御して前記複数の操作部材をそれぞれ操作する遠隔操作モードと、前記複数の操作部材の前記操縦者による手動操作をそれぞれ可能とする手動操作モードとに選択可能に構成されている、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項船舶の航行システム。

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