JP5004120B2

JP5004120B2 - 舶用波浪監視装置

Info

Publication number: JP5004120B2
Application number: JP2007073569A
Authority: JP
Inventors: 修二岡
Original assignee: National Maritime Research Institute
Current assignee: National Maritime Research Institute
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: JP2008232860A

Description

本発明は、航行中の船舶に対する波浪の状況を監視して、船舶の安全を図るための舶用波浪監視装置に関する。

一般に、航行中の船舶では、船橋における操船のための担当者が、波浪の状況を絶えず監視しており、船舶の進行方向が波浪に対して安全な状態に保たれているか否かの判断が行われている。
すなわち、波頭の波砕け状態になっている波高の大きい波浪が、船首部に対し真正面から押し寄せたり船体の真横から押し寄せたりしないように操船することが行われている。
しかしながら、船橋における操船者が絶えず波浪の状況を監視し続けるためには、多大な労力を必要とするという問題点がある。
また、波向き計測に関しては、レーダ情報により解析する手段が採用されているが、解析に時間がかかり、リアルタイムとは言い難い。
特開２００５−００３６１１号公報

本発明は、船上に装備のＣＣＤカメラで撮影された海面における波浪の画像について、波浪頂部の波砕け部分の観察を画像表示器で適切に行えるようにすることにより、操船者の負担の軽減を図るとともに、船舶の安全性の向上を図れるようにした舶用波浪監視装置を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明の舶用波浪監視装置は、船舶において海面へ向け配置されたＣＣＤカメラを備えるとともに、上記船舶の航行中に上記ＣＣＤカメラで撮影された海面における波浪の画像を所要の閾値で２値化して記憶する２値画像メモリを備え、上記２値画像メモリからの画像情報に基づき波浪の特性を検知するための画像処理を行う画像プロセッサが設けられて、同画像プロセッサからの情報と上記２値画像メモリからの情報とに基づきＣＰＵで処理された波浪頂部の波砕け部分の画像について、同画像の経時的変化を合成して表示しうる画像表示器が設けられ、上記画像表示器には上記船舶と上記波浪頂部の波砕け部分の波向き方向とが同一画面上に表示されたことを特徴としている。

また、本発明の舶用波浪監視装置は、上記ＣＣＤカメラが船首前方の海面へ向け配置されていることを特徴としている。

さらに、本発明の舶用波浪監視装置は、上記画像プロセッサが、上記波浪頂部の波砕け部分の画像について、現時点の画像との区別のために所要時間だけ前の画像を輪郭のみで表示する画像処理を施すように構成されていることを特徴としている。

また、本発明の舶用波浪監視装置は、上記ＣＣＤカメラで撮影された波浪についての濃淡画像メモリを備え、上記画像プロセッサが上記濃淡画像メモリからの画像情報も受けて画像処理を行うように構成されたことを特徴としている。

さらに、本発明の舶用波浪監視装置は、上記ＣＣＤカメラとして可視光線用のものと赤外線用のものとが並設されていることを特徴としている。

上述の本発明の舶用波浪監視装置では、航行中の船舶から海面へ向け配置されたＣＣＤカメラによる波浪の画像が、所要の閾値で２値化されて２値画像メモリに記憶され、同メモリからの画像情報に基づき波浪頂部の波砕け状態の規模などの特性を検知するための画像処理を行う画像プロセッサと、同画像プロセッサからの情報と上記２値画像メモリからの情報とに基づき、ＣＰＵで処理された波浪頂部の波砕け部分の画像が、その経時的変化を合成して画像表示器に表示され、上記画像表示器には上記船舶と上記波浪頂部の波砕け部分の波向き方向とが同一画面上に表示されるので、操船者は上記表示器に表示された上記の白い波砕け部分の画像を観察しながら、船体に対する波浪の方向や規模を検知して、安全性の高い適切な操船を行うことが可能になる。

また、上記ＣＣＤカメラが船首前方の海面へ向け配置されることにより、航行中の船舶にとって前方から出会う波浪の頂部の波砕け部分の画像が的確に取得されるようになって、操船のための波浪監視が適切に行われるようになる。

さらに、上記画像プロセッサが、波浪頂部の波砕け部分の画像について、現時点の画像との区別のために所要時間だけ前の画像を輪郭のみで表示する画像処理を施すように構成されていると、上記表示器に表示された波砕け部分の経時的変化が明確に認識されるようになり、操船者の上記表示器を見ながら行う操船が大幅に簡易化されるようになる。

そして、上記画像プロセッサが、上記ＣＣＤカメラで撮影された波浪についての濃淡画像メモリからの画像情報も受けて画像処理を行うように構成されることにより、上記表示器に表示される波浪の白い波砕け部分の画像が一層明瞭になって、認識しやすくなる利点が得られる。

また、上記ＣＣＤカメラとして可視光線用のものと赤外線用のものとが並設されることにより、昼間は可視光線用のものを用い、夜間は赤外線用のものを用いるように使い分けることによって、波浪の波砕け部分の画像が的確に取得できるようになる。

図１は本発明の一実施例としての舶用波浪監視装置の船舶への装備状態を模式的に示す側面図、図２は図１の船舶を模式的に示す平面図、図３は上記装置における画像処理を模式的に示す系統図、図４は上記装置における画像表示器の表示状態を示す説明図、図５は上記装置における画像処理のフローチャートである。

図１および図２に示すように、本実施例の舶用波浪監視装置２は、船舶Ｓの船橋室１に装備されており、同装置２の一部として、昼間の時間帯に用いられる可視光線用ＣＣＤカメラ２ａと夜間の時間帯に用いられる赤外線用カメラ２ｂとが、船首前方の海面へ向け配置されている。

そして、本装置２では、図３に示すように、船舶の航行中にＣＣＤカメラ２ａ（２ｂ）で撮影された海面における波浪についての画像を記憶する画像メモリ３として、上記画像を所要の閾値で２値化して記憶する２値画像メモリ３ａと、ＣＣＤカメラ２ａ（２ｂ）で撮影された波浪についての濃淡画像メモリ３ｂとが設けられている。

また、画像メモリ３における２値画像メモリ３ａおよび濃淡画像メモリ３ｂからの画像情報に基づき波浪の特性を検知するための画像処理を行う画像プロセッサ４が設けられて、同画像プロセッサ４では、画像についてのヒストグラム，ラベリングおよびフィルター処理による波浪の特徴抽出が行われる。

さらに、画像プロセッサ４からの情報と２値画像メモリ３ａおよび濃淡画像メモリ３ｂからの情報とに基づき、アドレスプロセッサ５を介してＣＰＵ６で処理された波浪頂部の波砕け部分の画像について、同画像の経時的変化を合成して表示しうる画像表示器７が設けられている。

図４は、画像表示器７における画像表示の一例を示しており、図３に示す画像プロサッサ４が、図４に示す船首部10の前方における波浪頂部の波砕け部分の画像について、現時点の画像Ｐとの区別のために所要時間だけ前の時点での画像Ｑを輪郭のみで表示する画像処理を施すように構成されているので、図４には２つの時点での波砕け部分の画像Ｐ，Ｑが表示されている。

そして、図示の例では、現時点の波砕け部分の画像Ｐが、これと類似する前の時点での波砕け部分の輪郭のみの画像Ｑと比べて、船舶Ｓに対し斜め右前方から左寄りに相対移動しながら船首部10へ近づいてきていることを検知できるようになる。

また、本実施例の装置では、図３に示すように、この船舶の船速計11および喫水計12からの検出情報もＣＰＵ６へ入力されるようになっており、このようにして、本実施例の舶用波浪監視装置では、ＣＰＵ６における情報処理の結果、画像に係る情報と当該船舶Ｓの船速および喫水との相互関係に基づき船体に危険が迫っている場合には操舵などで危険を回避するように警報を発生するための警報器13が、ＣＰＵ６に接続されている。

なお、図５は、上記装置における画像処理のフローチャートを示しており、同じＣＣＤカメラ２ａが間欠的に順次作動して、その撮影データにつき図３に示すＣＰＵ６により演算処理された結果、波向き方向Ｗが図３の表示器７に図４に示すごとく表示されることを示している。

上述の本実施例の舶用波浪監視装置では、航行中の船舶Ｓから海面へ向け配置されたＣＣＤカメラ２ａ（２ｂ）による波浪の画像が、所要の閾値で２値化されて２値画像メモリ３ａに記憶され、同メモリ３ａからの画像情報に基づき波浪頂部の波砕け状態の規模などの特性を検知するための画像処理を行う画像プロセッサ４と、同画像プロセッサ４からの情報と２値画像メモリ３ａからの情報とに基づき、ＣＰＵ６で処理された波浪頂部の波砕け部分の画像が、その経時的変化を合成して画像表示器７に表示されるので、操船者は表示器７に表示された上記の白い波砕け部分の画像を観察しながら、船体に対する波浪の方向や規模を検知して、安全性の高い適切な操船を行うことが可能になる。

また、ＣＣＤカメラ２ａ（２ｂ）が船首前方の海面へ向け配置されることにより、航行中の船舶Ｓにとって前方から出会う波浪の頂部の波砕け部分の画像Ｐ，Ｑが的確に取得されるようになって、操船のための波浪監視が適切に行われるようになる。

さらに、画像プロセッサ４が、波浪頂部の波砕け部分の画像について、現時点の画像Ｐとの区別のために所要時間だけ前の画像Ｑを輪郭のみで表示する画像処理を施すように構成されているので、表示器７に表示された波砕け部分の経時的変化が明確に認識されるようになり、操船者の表示器７を見ながら行う操船が大幅に簡易化されるようになる。

そして、画像プロセッサ４が、ＣＣＤカメラ２ａ（２ｂ）で撮影された波浪についての濃淡画像メモリ３ｂからの画像情報も受けて画像処理を行うように構成されることにより、表示器７に表示される波浪の白い波砕け部分の画像が一層明瞭になって、認識しやすくなる利点が得られる。

また、ＣＣＤカメラとして可視光線用のもの（２ａ）と赤外線用のもの（２ｂ）とが並設されることにより、昼間は可視光線用のものを用い、夜間は赤外線用のものを用いるように使い分けることによって、波浪の波砕け部分の画像が的確に取得できるようになる。

さらに、ＣＰＵ６で処理された画像に係る情報と当該船舶Ｓの船速および喫水との相互関係に基づき、波浪の波砕け部分が大きくて船体が大きく揺れたり転覆したりする恐れがある場合に警報を発生しうる警報器13が設けられているので、操船者の注意を事前に喚起して、適切な舵取りによる危機の回避が可能になる。

本発明の一実施例としての舶用波浪監視装置の船舶への装備状態を模式的に示す側面図である。図１の船舶を模式的に示す平面図である。上記装置における画像処理を模式的に示す系統図である。上記装置における画像表示器の表示状態を示す説明図である。上記装置における画像処理のフローチャートである。

符号の説明

１船橋室
２舶用波浪監視装置
２ａ可視光線用ＣＣＤカメラ
２ｂ赤外線用ＣＣＤカメラ
３画像メモリ
３ａ２値画像メモリ
３ｂ濃淡画像メモリ
４画像プロセッサ
５アドレスプロセッサ
６ＣＰＵ（中央演算処理装置）
７画像表示器
10 船首部
11 船速計
12 喫水計
13 警報器
Ｐ波砕け部分の画像
Ｑ波砕け部分の輪郭のみの画像
Ｓ船舶
Ｗ波向き方向

Claims

船舶において海面へ向け配置されたＣＣＤカメラを備えるとともに、上記船舶の航行中に上記ＣＣＤカメラで撮影された海面における波浪の画像を所要の閾値で２値化して記憶する２値画像メモリを備え、上記２値画像メモリからの画像情報に基づき波浪の特性を検知するための画像処理を行う画像プロセッサが設けられて、同画像プロセッサからの情報と上記２値画像メモリからの情報とに基づきＣＰＵで処理された波浪頂部の波砕け部分の画像について、同画像の経時的変化を合成して表示しうる画像表示器が設けられ、上記画像表示器には上記船舶と上記波浪頂部の波砕け部分の波向き方向とが同一画面上に表示されたことを特徴とする、舶用波浪監視装置。
上記ＣＣＤカメラが船首前方の海面へ向け配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の舶用波浪監視装置。
上記画像プロセッサが、上記波浪頂部の波砕け部分の画像について、現時点の画像との区別のために所要時間だけ前の画像を輪郭のみで表示する画像処理を施すように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の舶用波浪監視装置。
上記ＣＣＤカメラで撮影された波浪についての濃淡画像メモリを備え、上記画像プロセッサが上記濃淡画像メモリからの画像情報も受けて画像処理を行うように構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の舶用波浪監視装置。
上記ＣＣＤカメラとして可視光線用のものと赤外線用のものとが並設されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の舶用波浪監視装置。