JP2559707B2 - Ship monitoring equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、港湾内における事故防止、海上交通整理
等のため、船舶の動きを陸上で集中監視する船舶監視装
置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ship monitoring device for centrally monitoring the movement of a ship on land for accident prevention in a harbor, marine traffic control, and the like.
(ロ)従来の技術 一般に、港湾内等を航行中の船舶の動きを陸上で集中
監視するのに、レーダ装置が使用されていた。すなわ
ち、レーダ装置からの信号を計算機等に入力し、水上移
動物の捕捉、追尾中の処理をして、位置・速力・大きさ
等をディスプレイに表示するようにしている。(B) Conventional Technology Generally, a radar device has been used to centrally monitor the movement of a ship while navigating in a port or the like on land. That is, a signal from the radar device is input to a computer or the like to perform processing during capturing and tracking of a moving object on the water, and the position, speed, size, etc. are displayed on the display.
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかし、上記従来のレーダ装置による情報のみでは、
船舶の動きを確実に捉えることは困難であった。特に、
低空における雨雲・濃霧が存在する場合、また波による
海面反射がある場合、これらがノイズとなって小型船舶
を確実に捕捉することができなかったり、また逆に、ノ
イズを船舶として捕捉することがあり、信頼の出来るシ
ステムではないという問題があった。(C) Problems to be Solved by the Invention However, if only the information by the conventional radar device is used,
It was difficult to reliably capture the movement of the ship. In particular,
If there are rain clouds / dense fog in the low sky, or if there is sea surface reflection due to waves, these will become noise and it will not be possible to reliably capture small vessels, or conversely, noise may be captured as vessels. Yes, there was a problem that it was not a reliable system.
この発明は、上記に鑑み、船舶の捕捉ミスのない、信
頼性の高い船舶監視装置を提供することを目的としてい
る。In view of the above, it is an object of the present invention to provide a highly reliable ship monitoring device that does not have a mistake in capturing a ship.
(ニ)問題点を解決するための手段及び作用 この発明は、上記問題点を解消するために、気象条件
に比較的左右されにくい船舶の検知手段を、レーダ装置
に併用している。すなわち、この発明の船舶監視装置
は、 a.海底に敷設される複数個の物体検知センサと、 b.これら物体検知センサよりの信号を処理し、船舶の位
置(レーダ基準位置からの距離、方位)を推定する船舶
位置推定手段と、 c.レーダ装置と、 d.このレーダ装置で捕捉されたレーダ追尾中の船舶の
レーダ基準位置からの距離と前記船舶位置推定手段で得
られた船舶の推定位置のレーダ基準位置からの距離との
差を算出する距離算出手段、 算出された距離差と予め設定された所定規定値とを比
較する第1の比較手段、 及び、レーダ装置で捕捉されたレーダ追尾中の船舶の
レーダ基準位置からの方位と前記船舶位置推定手段で得
られた船舶の推定位置のレーダ基準位置からの方位との
差の絶対値を、前記規定値を前記推定位置のレーダ基準
位置からの距離で割った値と比較する第2の比較手段を
少なくとも含み、 第1の比較手段の比較結果において前記処理差が所定
規値より小さくて、且つ第2の比較手段の比較結果にお
いて前記絶対値が割り算値より小さい場合に、レーダ基
準位置からの2つの所定距離、及び2つの所定方位で囲
まれる領域内にレーダ追尾中の船舶が存在すると判断す
る照合手段と、 e.この照合手段によりレーダ追尾中の船舶が存在すると
判断された場合に照合対象物がレーダ追尾中の船舶であ
ることを表示する表示手段とから構成されている。(D) Means and Actions for Solving Problems In the present invention, in order to solve the above problems, a detecting device for a ship that is relatively insensitive to weather conditions is used together with a radar device. That is, the ship monitoring device of the present invention includes: a. A plurality of object detection sensors laid on the seabed; and b. Processing signals from these object detection sensors to determine the ship position (distance from radar reference position, azimuth). ), C. Radar device, d. Distance from the radar reference position of the ship being tracked by the radar acquired by this radar device, and estimation of the ship obtained by the ship position estimating device. Distance calculating means for calculating the difference between the position and the distance from the radar reference position, first comparing means for comparing the calculated distance difference with a preset prescribed value, and radar captured by the radar device The absolute value of the difference between the azimuth of the ship being tracked from the radar reference position and the azimuth of the estimated position of the ship obtained by the ship position estimating means from the radar reference position, the specified value being the radar reference of the estimated position. From position At least second comparison means for comparing with a value divided by the distance is included, the processing difference in the comparison result of the first comparison means is smaller than a predetermined reference value, and the absolute value in the comparison result of the second comparison means. Is smaller than the division value, a collation unit that determines that the ship being tracked by the radar exists within an area surrounded by two predetermined distances from the radar reference position and two predetermined azimuths; and e. When it is determined that there is a tracking ship, the display unit is configured to display that the verification target is the radar tracking ship.
この船舶監視装置では、レーダ追尾される船舶がノイ
ズ等によるものである場合には、船舶位置推定手段で推
定される船舶位置とレーダ追尾位置は所定値以上離れた
点となり、照合手段では船舶無しと判断される。これに
対し、レーダ追尾される船舶が実在するものである場合
には、推定される船舶位置とレーダ追尾位置は所定範囲
内にあり、照合手段で船舶有りと判断される。In this vessel monitoring device, when the vessel to be tracked by the radar is caused by noise or the like, the vessel position estimated by the vessel position estimating means and the radar tracking position are separated by a predetermined value or more, and the comparing means does not include the vessel. Is judged. On the other hand, when the radar-tracked ship actually exists, the estimated ship position and the radar-tracked position are within the predetermined range, and the verification means determines that the ship exists.
(ホ)実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明す
る。(E) Examples Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
第1図は、この発明の一実施例を示す船舶監視装置の
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a ship monitoring device showing an embodiment of the present invention.
レーダ装置1は、レーダのビデオ信号をレーダ信号処
理装置2に加えるようになっている。このレーダ信号処
理装置2は、ディジタイザ及び演算プロセッサ等により
構成され、レーダのビデオ信号をディジタル化し、捕捉
・追尾の処理を行う。The radar device 1 is adapted to add a radar video signal to the radar signal processing device 2. The radar signal processing device 2 is composed of a digitizer, an arithmetic processor, and the like, digitizes a radar video signal, and performs acquisition / tracking processing.
音響センサ5-1、……、5-nは、港湾内の海底に敷設さ
れ、相互に干渉しないように個別に音波を発し、その反
射波を受けて電気信号に変換し、音響信号処理装置6に
伝える。音響信号処理装置6は、A/D変換器、演算プロ
セッサ等より構成され、音響センサ5-1、……、5-nから
の電気信号を受けてデジタル信号に変換し、よく知られ
た信号処理により、例えば音響センサ5-1、…、5-nの検
知信号レベルの大小比較により船舶を検知し、その位置
を推定する機能を備えている。The acoustic sensors 5 -1 , ..., 5 -n are laid on the seabed in the harbor, emit sound waves individually so as not to interfere with each other, and receive the reflected waves to convert them into electric signals, which is an acoustic signal processing device. Tell 6. The acoustic signal processing device 6 is composed of an A / D converter, an arithmetic processor, etc., receives an electric signal from the acoustic sensor 5 -1 , ..., 5 -n , converts it into a digital signal, and a well-known signal. By processing, for example, the ship is detected by comparing the detection signal levels of the acoustic sensors 5-1 , ..., 5- n with each other, and the position of the ship is estimated.
上記レーダ信号処理装置2及び音響信号処理装置6よ
りの信号は、いずれも照合装置3に入力されている。照
合装置3は、レーダ信号処理装置2から一定時間毎に追
尾中の船舶の位置(レーダ基準位置からの方位・距離)
データを、その他の諸元データ(速力・船舶の大きさ)
とともに受け、表示可能な形に編集して、表示装置4に
送出するようになっている。また、音響信号処理装置6
から検知した船舶の推定位置データを受取り、レーダ信
号処理装置2で追尾中の対象物の位置と照合し、その照
合結果を表示装置4に表示する。The signals from the radar signal processing device 2 and the acoustic signal processing device 6 are both input to the matching device 3. The collation device 3 is the position of the ship being tracked by the radar signal processing device 2 at regular intervals (direction and distance from the radar reference position).
Data, other specification data (speed, ship size)
Along with this, it is adapted to be received, edited in a form that can be displayed, and sent to the display device 4. In addition, the acoustic signal processing device 6
The estimated position data of the ship detected from is received, the radar signal processing device 2 compares the estimated position data with the position of the object being tracked, and the comparison result is displayed on the display device 4.
次に、照合装置3における照合手順を、第3図に示す
フロー図を参照して説明する。尚、第2図に示すよう
に、港湾内にはn個の音響センサ(・印で示す)が設け
られ、また追尾中の船舶(印で示す)の数がNである
とする。さらに、音響信号処理装置6で検知した船舶の
推定位置(▲印で示す)をQ(γ,θ)とする。γはレ
ーダ基準位置Pからの距離、θは同方位である。またレ
ーダ装置1で追尾中の船舶jのレーダ基準位置Pからの
距離をRj、方位をΘjとする。Next, the matching procedure in the matching device 3 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that, as shown in FIG. 2, it is assumed that n acoustic sensors (indicated by a mark) are provided in the harbor and the number of vessels (indicated by a mark) being tracked is N. Further, the estimated position of the ship (indicated by ▲) detected by the acoustic signal processing device 6 is Q (γ, θ). γ is the distance from the radar reference position P, and θ is the same direction. Further, the distance from the radar reference position P of the ship j being tracked by the radar device 1 is Rj, and the bearing is Θj.
音響信号処理装置6から船舶の推定位置データ(γ,
θ)が送られてくると、ステップST1の“推定位置デー
タ受取りか”の判定がYESとなり、続いて追尾船舶番号
jに+1する(ステップST2)。つまり、1サイクルの
照合が終了する毎にjを歩進し、結局、1からNまでの
追尾中の船舶と照合することになる。The estimated position data (γ,
θ) is sent, the determination of “Estimated position data reception” in step ST1 is YES, and the tracking vessel number j is subsequently incremented by 1 (step ST2). That is, j is incremented every time one cycle of collation is completed, and eventually, collation is performed with vessels 1 to N being tracked.
先ず、j=1の追尾中の船舶と推定位置について、レ
ーダ基準点Pからの距離差|γ−Rj|を算出し、この差
値|γ−Rj|が規定値εより小さいか否か判定する(ス
テップST3)。この判定で|γ−Rj|<εならステップST
4に進むが、|γ−Rj|>εならば、船舶j(=1)は推
定位置(γ,θ)の近傍にいないと判定し、jがNに達
しない限り(ステップST6)、つまり全追尾中の船舶に
ついて照合を終了しない限り、ステップST2にリターン
し、次に照合のため、jに+1の処理を施す(ステップ
ST2)。First, the distance difference | γ-Rj | from the radar reference point P is calculated for the vessel under tracking with j = 1 and the estimated position, and it is determined whether this difference value | γ-Rj | is smaller than the specified value ε. Yes (step ST3). If | γ−Rj | <ε in this determination, step ST
4. If | γ−Rj |> ε, the process proceeds to 4, and it is determined that the ship j (= 1) is not near the estimated position (γ, θ), and unless j reaches N (step ST6), that is, Unless the verification is completed for all tracking vessels, the process returns to step ST2, and then j is incremented by +1 for verification (step
ST2).
ステップST4では、レーダ基準点Pからの方位θとΘ
jの差値|θ−Θj|を算出し、この差値とε/γを比較
し、|θ−Θj|<ε/γならばステップST5に進むが、
|θ−Θj|>ε/γの場合は、船舶j(=1)は推定位
置(γ,θ)の近傍にないと判定し、やはりステップST
6を経て、ステップST2に戻り、船舶jに+1して、次の
照合に移ることになる。At step ST4, azimuths θ and Θ from the radar reference point P
The difference value | θ−Θj | of j is calculated, and this difference value and ε / γ are compared. If | θ−Θj | <ε / γ, the process proceeds to step ST5.
If | θ−Θj |> ε / γ, it is determined that the ship j (= 1) is not near the estimated position (γ, θ), and step ST
After 6, the process returns to step ST2, the vessel j is incremented by 1, and the next verification is performed.
|γ−Rj|<εの関係にあることは、レーダ基準点P
の方向の推定位置Qとの距離差がεより小さいことを示
し、その船舶は、第2図の曲線a1とa2の間に存在するこ
とになる。The relationship of | γ−Rj | <ε means that the radar reference point P
It is shown that the distance difference between the estimated position Q and the estimated position Q is smaller than ε, and the ship exists between the curves a 1 and a 2 in FIG.
|θ−Θj|<ε/γの関係になることは、推定位置Q
とその追尾船舶jのレーダ基準点Pに対する方位の差が
ε/γより小さいことを意味し、第2図の直線b1、b2の
間に存在することになる。The relationship of | θ−Θj | <ε / γ means that the estimated position Q
Means that the azimuth difference between the tracking vessel j and the radar reference point P is smaller than ε / γ, and it exists between the straight lines b 1 and b 2 in FIG.
それゆえ、ステップST3、ST4の判定がYESの場合、追
尾船舶jは曲線a1、a2と直線b1、b2で結ばれる範囲に存
在し、この場合、略照合対象であると考えることができ
る。Therefore, if the determinations in steps ST3 and ST4 are YES, the tracking vessel j exists in the range connected by the curves a 1 and a 2 and the straight lines b 1 and b 2 , and in this case, it is considered that the tracking vessel j is a substantially collation target. You can
もっとも、この実施例では、さらにステップST6で、
推定位置Q(γ,θ)と追尾船舶jの位置(Rj,Θj)
の距離がε未満か否か、つまり、γ2+Rj2−2γRjcos
(θ−Θj)<ε2であるか判定し、判定がYESなら、
その追尾船舶jを照合対象物と判定し(ステップST
7)、その結果を表示装置4に表示する(ステップST
9)。However, in this embodiment, in step ST6,
Estimated position Q (γ, θ) and position of tracking vessel j (Rj, Θj)
Is less than ε, that is, γ 2 + Rj 2 -2γRjcos
It is determined whether (θ−Θj) <ε 2 , and if the determination is YES,
The tracking vessel j is determined to be a verification target (step ST
7), the result is displayed on the display device 4 (step ST
9).
ステップST5で、γ2+Rj2−2γRjcos(θ−Θj)
<ε2でないなら、船舶jは、推定位置Qを中心とする
半径εの円q内に含まれないことになり、推定位置
(γ,θ)の近傍にないとする。In step ST5, γ 2 + Rj 2 -2γRjcos (θ-Θj)
If <ε 2 is not satisfied, it means that the ship j is not included in the circle q having the radius ε centered on the estimated position Q and is not near the estimated position (γ, θ).
j=1、2、……、Nのすべて、つまり全追尾船舶に
ついて照合してもステップST3、ST4、ST5の全てでYESが
得られない場合は、ステップST6の判定がYESとなり、照
合対象物無しの処理がなされ(ステップST8)、その旨
が表示装置4に表示される。If YES is not obtained in all steps ST3, ST4, ST5 even if all j = 1, 2, ..., N, that is, all tracking vessels are compared, the determination in step ST6 becomes YES and the verification target object The process of nothing is performed (step ST8), and that effect is displayed on the display device 4.
γ2+Rj2−2γRjcos(θ−Θj)<ε2 の関係にあることは、その追尾船舶jが円qの範囲に存
在することを示しており、ステップST5の判定がYESであ
れば、追尾船舶は照合対象物であると考える。The relationship of γ 2 + Rj 2 −2γRjcos (θ−Θj) <ε 2 indicates that the tracking vessel j exists within the range of the circle q, and if the determination in step ST5 is YES, the tracking is performed. The ship is considered to be the matching object.
なお、照合結果の表示方法としては、例えば音響信号
処理装置6で検知された船舶の推定位置を画面に点で表
示し、その点を中心として、半径εの円を「照合船舶有
り」の場合と「照合船舶無し」の場合で、色分け表示す
るとよい。In addition, as a method of displaying the collation result, for example, the estimated position of the ship detected by the acoustic signal processing device 6 is displayed as a point on the screen, and a circle having a radius ε centering on the point is “with the verification ship” It is recommended to display in different colors in the case of and “no matching vessel”.
また、上記実施例では物体検知センサとして音響セン
サを用いているが、これに代えて磁気センサを用いても
よい。Further, although the acoustic sensor is used as the object detection sensor in the above embodiment, a magnetic sensor may be used instead of the acoustic sensor.
(ヘ)発明の効果 この発明のよれば、レーダ追尾中の船舶が存在する場
合、レーダ信号のみに頼らず、レーダ信号上の位置と音
響センサ、磁気センサ等の物体検知センサによる推定位
置の照合により、有無判断を行うので、低空における雨
雲、濃霧、波によるノイズで船舶(特に小型船舶)を捕
捉できなかったり、ノイズを船舶として捕捉することが
なく船舶の存在を確実に知ることかできる。これは、音
響センサ、磁気センサ等の物体検知センサが船舶そのも
のの発する音(エンジン音、スクリュー音)、磁気を雨
雲、濃霧、波の影響を受けることなく検知し、船舶の位
置を確実に推定できることに起因する。(F) Effect of the Invention According to the present invention, when there is a ship under radar tracking, the position on the radar signal is collated with the estimated position by an object detection sensor such as an acoustic sensor or a magnetic sensor without relying only on the radar signal. Since the presence / absence determination is performed by the above, it is possible to reliably know the existence of the ship without catching the ship (especially a small ship) due to noise caused by rain clouds, dense fog, and waves in the low sky, or capturing noise as the ship. This is because the object detection sensors such as acoustic sensors and magnetic sensors detect the sound (engine sound, screw sound) emitted by the ship itself and magnetism without being affected by rain clouds, dense fog, or waves, and reliably estimate the position of the ship. Due to being able to do it.
また、船舶が存在しているのに、ノイズ等の影響によ
りレーダで捕捉できない場合でも、音響センサ等の物体
検知センサにより検知された位置の推定が行われるの
で、港湾における船舶の監視機能を強化できる。Even if a ship exists, even if it cannot be captured by the radar due to the influence of noise, etc., the position detected by an object detection sensor such as an acoustic sensor is estimated, so the ship monitoring function at the port is enhanced. it can.
第1図は、この発明の一実施例を示す船舶監視装置のブ
ロック図、第2図は、同装置の動作を説明するための港
湾内概略図、第3図は、同装置の照合処理動作を説明す
るためのフロー図である。 1:レーダ装置、2:レーダ信号処理装置、 3:照合装置、4:表示装置、 5-1・……・5-n:音響センサ、 6:音響信号処理装置。FIG. 1 is a block diagram of a ship monitoring device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view in a harbor for explaining the operation of the device, and FIG. 3 is a collation processing operation of the device. It is a flow diagram for explaining. 1: Radar device, 2: Radar signal processing device, 3: Matching device, 4: Display device, 5 -1 ... 5 -n : Acoustic sensor, 6: Acoustic signal processing device.
Claims (1)
サと、 b.これら物体検知センサよりの信号を処理し、船舶の位
置(レーダ基準位置からの距離、方位)を推定する船舶
位置推定手段と、 c.レーダ装置と、 d.このレーダ装置で捕捉されたレーダ追尾中の船舶の
レーダ基準位置からの距離と前記船舶位置推定手段で得
られた船舶の推定位置のレーダ基準位置からの距離との
差を算出する距離差算出手段、 算出された距離差と予め設定された所定規定値とを比
較する第1の比較手段、 及び、レーダ装置で捕捉されたレーダ追尾中の船舶の
レーダ基準位置からの方位と前記船舶位置推定手段で得
られた船舶の推定位置のレーダ基準位置からの方位との
差の絶対値を、前記規定値を前記推定位置のレーダ基準
位置からの距離で割った値と比較する第2の比較手段を
少なくとも含み、 第1の比較手段の比較結果において前記距離差が所定
規定値より小さくて、且つ第2の比較手段の比較結果に
おいて前記絶対値が割り算値より小さい場合に、レーダ
基準位置からの2つの所定距離、及び2つの所定方位で
囲まれる領域内にレーダ追尾中の船舶が存在すると判断
する照合手段と、 e.この照合手段によりレーダ追尾中の船舶が存在すると
判断された場合に照合対象物がレーダ追尾中の船舶であ
ることを表示する表示手段とからなる船舶監視装置。Claims: 1. A plurality of object detection sensors laid on the seabed, and b. A ship which processes signals from these object detection sensors and estimates the position of the ship (distance from the radar reference position, bearing). Position estimating means, c. Radar device, d. Distance from the radar reference position of the ship being tracked by the radar acquired by this radar device and the radar reference position of the estimated position of the ship obtained by the ship position estimating device. Distance difference calculating means for calculating a difference from the distance from the ship, first comparing means for comparing the calculated distance difference with a preset predetermined value, and a ship being tracked by the radar device and being tracked by the radar device. The absolute value of the difference between the azimuth from the radar reference position and the azimuth from the radar reference position of the estimated position of the ship obtained by the ship position estimation means, the specified value is the distance from the radar reference position of the estimated position. Compare with the value divided by Including at least second comparing means, wherein the distance difference is smaller than a prescribed value in the comparison result of the first comparing means, and the absolute value is smaller than the division value in the comparison result of the second comparing means, Collating means for determining that a vessel under radar tracking exists within an area surrounded by two predetermined distances and two predetermined azimuths from the radar reference position, and e. Through this collating means, a vessel under radar tracking exists. And a display unit that displays that the verification target is a ship that is being tracked by the radar.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12195886A JP2559707B2 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Ship monitoring equipment |
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JP12195886A JP2559707B2 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Ship monitoring equipment |
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JPS62277582A JPS62277582A (en) | 1987-12-02 |
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JP12195886A Expired - Fee Related JP2559707B2 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Ship monitoring equipment |
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JP2877184B2 (en) * | 1995-02-08 | 1999-03-31 | 防衛庁技術研究本部長 | Ship monitoring equipment |
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1986
- 1986-05-26 JP JP12195886A patent/JP2559707B2/en not_active Expired - Fee Related
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