JP6661745B2 - 時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム - Google Patents

Description

本発明は、船舶の航海中に他の船舶や障害物との衝突を防止するための船舶の衝突防止システムおよび方法に関し、さらに詳細には、単に画面に様々な情報を並べることにより画面表示が複雑で直観的でなく所望の情報を迅速に把握することが容易でない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈａｒｔ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ；ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決するために、一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および橋等のような障害物に対する時間による相対的な距離変化を時系列グラフを通して示すと同時に、船舶の場合には、各船舶の左右位置関係を共に表示することにより、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握し、迅速かつ正確な状況判断に役立つように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムに関する。

また、本発明は、上述したように、上述したように、単に画面に様々な情報を並べることにより所望の情報を迅速に把握することが容易でなかった従来の技術の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決するために、電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびレーダーシステムから提供される情報に基づいて、船舶または橋のような周辺障害物の現在位置と移動速度に基づいてそれぞれの船舶および障害物に対する時間による自身の船舶との相対距離の変化を計算して時系列グラフで示し、このとき、船舶の場合には、レーダー情報に基づいて各船舶の左舷であるか、それとも右舷であるかを表示するのに加えて、特定船舶との相対距離が予め定められた閾値以下である場合、避航義務のある船舶にアラーム等で避航を報知するように構成されることで、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握できると同時に、航海中の船舶間の衝突発生を効果的に防止できるように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムに関する。

併せて、本発明は、上述したように、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を容易に把握し、衝突発生を効果的に防止できると同時に、任意の値を入力して行き合いおよび避航に対するシミュレーションが可能であるように構成されることで、短距離で避航のための航路計画時、避航可否を迅速かつ正確に判断できるように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムに関する。

近年、船舶の航海においては、船舶に各種の電子航海装備が搭載されるにつれ、既存の紙からなる地図や海図の代わりに電子海図（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ Ｃｈａｒｔ；ＥＮＣ）が多く利用されている。
このような電子海図（ＥＮＣ）は、国際水路機構（ＩＨＯ）が制定したデジタル水路データ交換標準（Ｓ−５７）によって作製され、このようにＳ−５７によって作製されたデータを互いに異なる異機種間のコンピュータに伝送する時は、ＩＳＯ／ＩＥＣ ８２１１規約によって伝送するように構成される。

また、一般に、大型船舶に搭載される電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）は、このような電子海図をそのまま使用可能であるが、中小型船舶に搭載される簡易電子海図システム（ＥＣＳ）や船舶自動追跡装置（ＡＴＡ）、ＧＰＳプロッター（ｐｌｏｔｔｅｒ）、モバイル航海装備等に使用するためには、電子海図のデータベースをそれぞれの目的に合うように最適化して使用している。

従って、近年の船舶は、このような電子海図を利用して航路の決定および他の船舶との衝突防止のための電子航法システムを搭載して航海を実施している。

さらに詳細には、上述したような電子海図およびそれを用いた船舶の航海および衝突防止システムに関する従来の技術の例としては、例えば、大韓民国登録特許公報第１０−０５６２２１６号によれば、電子海図のデータをレコード別にメモリに分離格納する電子海図ファイルの分離格納ステップ；メモリ上に格納されたデータのうちデータ構造と定義を説明するＤＤＲ（Ｄａｔａ Ｓｅｔ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｖｅ Ｒｅｃｏｒｄｓ）を最適化するステップ；データの一般情報確認、データ構造に関する一般情報、データ解析に必要なパラメータ情報を示すメタレコードを最適化するステップ；電子海図の各フィールドが含んでいる内容を読み取る方法および大きさ等の情報を含んでいるレコードリーダーおよびディレクトリ（ｒｅｃｏｒｄ Ｒｅａｄｅｒ Ｄｉｒｅｃｔｏｒ）最適化ステップ；レコードが示すオブジェクトに対する全世界的に唯一の識別子を有するようにするフィールドであるＦｅａｔｕｒｅ ＲｅｃｏｒｄのＦＯＩＤ（Ｆｅａｔｕｒｅ Ｏｂｊｅｃｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）最適化ステップ；空間情報の属性を示すＶｅｃｔｏｒ ＲｅｃｏｒｄのＡＴＴＶ（Ｖｅｃｔｏｒ Ｒｅｃｏｒｄ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ Ｆｉｅｌｄ）の最適化ステップをそれぞれ遂行し、中小型船舶等の追跡装置、航法装置、航跡記録装置、モバイル航海装備に搭載されて使用できる最適化された簡易電子海図を作製できるように構成される国際公認電子海図を用いた船舶自動追跡システム用簡易電子海図作製方法が提示されている。

また、上述したような電子海図およびそれを用いた船舶の航海および衝突防止システムに関する従来の技術の他の例としては、例えば、大韓民国登録特許公報第１０−１２７５２７７号によれば、電子海図情報と自船と他船の運航情報および自船計画経路の入力を受ける入力部；入力部に入力された電子海図情報、運航情報および自船計画経路によって可航航路に死角単位航路を生成し、死角単位航路内の避航航路を計算する計算部；および、計算部で計算された避航航路を電子海図に表示する表示部を含み、沿岸近くの可航航路で船舶が入出港運航時、海岸線との衝突、航路侵犯、他船舶との衝突危険が発生したとき、可航航路内の避航経路を探索できるように構成される死角単位航路生成技法を用いた可航航路内の船舶避航航路探索支援システムが提示されている。

併せて、上述したような電子海図およびそれを用いた船舶の航海および衝突防止システムに関する従来の技術のまた他の例としては、例えば、大韓民国登録特許公報第１０−１３７６９２８号によれば、航路標識の様々な属性を直観的に表示できるように電子海図基盤のグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）を構成して最適な航路標識を配置し、それを検証できるようにする一方、灯質、灯高、光達距離等、航路標識の様々な属性データを多角的に分析して配置できるように構成される電子海図基盤の航路標識配置管理システムおよび方法が提示されている。

さらに、上述したような電子海図およびそれを用いた船舶の航海および衝突防止システムに関する従来の技術のまた他の例としては、例えば、大韓民国公開特許公報第１０−２０１５−００５０７６６号によれば、航海中の船舶の位置と周辺地理情報をまとめてＧＰＳ基盤の航路設定のためにまとめた情報をディスプレイ上に表示する電子海図と、電子海図上の危険物に対する認知と回避経路を表示して船舶の衝突回避を支援するサポート部とを含み、自動認識装置からの他船情報と共に電子海図上の危険物標に対する自動認識を通して与えられた航路上での危険物に対する自動認知と通航幅を考慮した回避経路を支援して作業者の意思決定をサポートするように構成される電子海図情報システム基盤の衝突危険認識および衝突回避支援装置が提示されている。

上述したように、従来、電子海図とそれを用いた船舶の航海案内および衝突防止システムについて様々な技術内容が提示されているが、上述したような従来の技術の電子海図およびそれを用いたシステムは、下記のような問題点があるものであった。
さらに詳細には、従来の技術の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムは、ほとんど航路や周辺地域に関する情報および他船舶との距離等のような各種の航海情報を該当時刻での値を基準に単に電子海図上に並べる方式に留まるものであって、画面構成が複雑で時間による変化傾向を把握することが難しいことで航海士がこのような画面を通して所望の情報だけを一見して迅速かつ正確に確認することが容易でないという短所があった。

また、従来の技術の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムは、単に航路と周辺地域に関する情報および他の船舶との距離を画面に表示することに留まるものであって、例えば、特定船舶と一定距離以下に近くなった場合、避航義務のある船舶に警告を発生して衝突を効果的に予め予防し、避航経路を決定時、シミュレーションを通して最適な経路を決定できるようにするような機能についても提示されていない。

従って、上述したように、各種の航海情報を単に電子海図上に並べて表示することにより所望の情報だけを一見して迅速かつ正確に確認することが容易でないと同時に、避航義務のある船舶に警告を発生して衝突を効果的に予め予防する機能に対する考慮がない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決するためには、一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および周辺障害物に対する時間による相対的な距離を一見して確認しやすく単純で直観的に示し、迅速かつ正確な状況判断に役立つと同時に、一定距離以下に接近時、避航義務のある船舶に警告を発生して衝突を効果的に予め予防し、シミュレーションを通して避航可否を判断し、最適な避航経路を決定できるように構成される新たな構成の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを提供することが好ましいが、未だそのような要求を全て満たす装置や方法は提示されていない実情である。

大韓民国登録特許公報第１０−０５６２２１６号（２００６．０３．１３．） 大韓民国登録特許公報第１０−１２７５２７７号（２０１３．０６．１０．） 大韓民国登録特許公報第１０−１３７６９２８号（２０１４．０３．１４．） 大韓民国公開特許公報第１０−２０１５−００５０７６６号（２０１５．０５．１１．）

本発明は、上述したような従来の技術の問題点を解決しようとするものであり、従って、本発明の目的は、単に画面に様々な情報を並べることにより画面表示が複雑で直観的でなく所望の情報を迅速に把握することが容易でない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈａｒｔ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ；ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決するために、一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および橋等のような周辺障害物に対する時間による相対的な距離変化を時系列グラフを通して示すと同時に、各船舶の左右位置関係を共に表示することによって、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握し、迅速かつ正確な状況判断に役立つように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを提供しようとすることである。

また、本発明の他の目的は、上述したように、単に画面に様々な情報を並べることにより所望の情報を迅速に把握することが容易でなかった従来の技術の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決するために、電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびレーダーシステムから提供される情報に基づいて、船舶または橋のような周辺障害物の現在位置と移動速度に基づいてそれぞれの船舶および障害物に対する時間による自身の船舶との相対距離の変化を計算して時系列グラフで示し、このとき、船舶の場合には、レーダー情報に基づいて各船舶の左舷であるか、それとも右舷であるかを表示するのに加えて、特定船舶との相対距離が予め定められた閾値以下である場合、避航義務のある船舶にアラーム等で避航を報知するように構成されることで、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握できると同時に、航海中の船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止できるように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを提供しようとすることである。

併せて、本発明のまた他の目的は、上述したように、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を容易に把握し、衝突発生を効果的に防止できると同時に、任意の値を入力して行き合いおよび避航に対するシミュレーションが可能であるように構成されることで、短距離で避航のための航路計画時、避航可否を迅速かつ正確に判断できるように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを提供しようとすることである。

上述したような目的を達成するために、本発明によれば、単に画面に様々な情報を並べることにより画面表示が複雑で直観的でなく所望の情報を迅速に把握することが容易でない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈａｒｔ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ；ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決するための時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムにおいて、予め定められた一定範囲内に航海中の船舶および障害物に対する相対的な位置関係および衝突可能性を時系列的なグラフで示す処理が遂行されるようになされる行き合いおよび避航情報提供部；前記行き合いおよび避航情報提供部を通して生成された情報を表示するためのディスプレイ；前記行き合いおよび避航情報提供部により提供された情報に基づいて避航に対する報知を伝達するためのアラーム発生部；外部機器および他の船舶との通信を遂行するための通信部；および、前記船舶衝突回避案内システムの全体的な動作および機能を制御するための制御部を含んで構成されることで、それぞれの前記船舶および前記障害物に対して時間による相対的な距離の変化を時系列グラフを通して示すと同時に、それぞれの前記船舶の左右位置関係が共に表示されることにより、それぞれの前記船舶および前記障害物に対する位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握できるように構成されることを特徴とする時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムが提供される。

ここで、前記行き合いおよび避航情報提供部は、Ｘ軸を時間、Ｙ軸を距離とするとき、前記電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびレーダーシステムから提供される情報に基づいて、それぞれの前記船舶および前記障害物に対して時間による自身の船舶との相対距離の変化をグラフで作成して表示する処理が遂行されるように構成されることを特徴とする。

また、前記行き合いおよび避航情報提供部は、それぞれの前記船舶および前記障害物に対して時間による相対距離の変化をグラフで作成して表示すると同時に、近接地点および最近接地点での自身の船舶に対する相手船舶の相対方位角、進行方向、近接距離、近接時間を含む航海情報および回避が必要な閾値を示す衝突限界線を共に表示する処理が遂行されるように構成されることで、それぞれの前記船舶および前記障害物に対する衝突可否および危険性を一見して容易に把握できるように構成されることを特徴とする。

併せて、前記行き合いおよび避航情報提供部は、それぞれの前記船舶および前記障害物に対して時間による相対距離の変化と前記航海情報および前記衝突限界線を表示すると同時に、レーダー情報を利用してそれぞれの前記船舶間の左右位置関係を共に表示する処理が遂行されるように構成されることで、避航義務のある船舶を容易に識別できるように構成されることを特徴とする。

ここで、前記行き合いおよび避航情報提供部は、それぞれの前記船舶間の左右位置関係を英文字ＬおよびＲで表示するか、または、前記グラフの色や、文字、記号の少なくとも一つを利用して表示するように構成されることを特徴とする。

さらに、前記船舶衝突回避案内システムは、前記行き合いおよび避航情報提供部により生成された結果に基づいて、特定船舶または障害物に対するグラフが前記衝突限界線の下に下がる場合、該当船舶または障害物と衝突危険があると判断し、前記衝突危険があると判断された船舶が左側に位置する場合、前記アラーム発生部および前記通信部を通して前記左側に位置する船舶に対して避航を報知し、前記衝突危険があると判断された船舶が右側に位置する場合、前記アラーム発生部を通して自身の船舶に対して避航警告を発生する処理が自動で遂行されるように構成されることで、船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止できるように構成されることを特徴とする。

または、前記船舶衝突回避案内システムは、前記衝突危険があると判断時、前記衝突危険がある船舶全てに対して自動で避航を報知する処理が遂行されるように構成されることを特徴とする。

また、前記船舶衝突回避案内システムは、表示すべき船舶または障害物の数が予め定められた一定範囲を超える場合、予め定められた基準に基づいて前記基準に該当する船舶または障害物に対するグラフだけを選択的に表示するか、または、前記グラフの拡大、縮小が可能であるように構成されることで、可読性を高めることができるように構成されることを特徴とする。

併せて、前記船舶衝突回避案内システムは、前記行き合いおよび避航情報提供部を通して行き合いおよび避航に対するシミュレーションを遂行するために、船舶の航路および速度を含む航海情報を入力するための入力部をさらに含んで構成され、前記行き合いおよび避航情報提供部は、前記入力部を通して入力された前記航海情報によってそれぞれの前記船舶および前記障害物に対する相対的な位置関係および衝突可能性を再構成して前記グラフを作成し、前記ディスプレイを通して表示する処理が遂行されるように構成されることで、避航経路の決定時、行き合いおよび避航に対するシミュレーションを通して衝突可否を迅速かつ正確に判断可能であり、船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止できるように構成されることを特徴とする。

さらに、前記船舶衝突回避案内システムは、既存の船舶航海案内システムまたは船舶衝突防止システムに前記グラフを表示するように構成される専用のプログラムまたは処理モジュールを設けて構成されることで、別途のハードウェアを構成する必要なく安価なコストで容易に具現可能であるように構成されることを特徴とする。

また、本発明によれば、単に画面に様々な情報を並べることにより画面表示が複雑で直観的でなく所望の情報を迅速に把握することが容易でない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈａｒｔ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ；ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた船舶衝突回避方法の問題点を解決するための船舶の衝突回避案内方法において、前記に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを利用して予め定められた一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および障害物に対する相対的な位置と行き合い時間および避航可否に対する情報を提供するように構成されることで、それぞれの前記船舶および前記障害物に対する位置と行き合い時間および避航可否を容易に把握できると同時に、避航経路の決定時、行き合いおよび避航に対するシミュレーションを通して衝突可否を迅速かつ正確に判断可能であり、船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止できるように構成されることを特徴とする船舶の衝突回避案内方法が提供される。

併せて、本発明によれば、前記に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを含んで構成されることで、予め定められた一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および障害物に対する相対的な位置と行き合い時間および避航可否を容易に把握できると同時に、避航経路の決定時、行き合いおよび避航に対するシミュレーションを通して衝突可否を迅速かつ正確に判断可能であるように構成されることを特徴とする船舶が提供される。

上述したように、本発明によれば、一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および障害物に対する時間による相対的な距離変化を時系列グラフを通して示し、各船舶の左右位置関係を共に表示することにより、近くに航海中の船舶および橋等のような周辺障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握し、迅速かつ正確な状況判断に役立つように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムが提供されることで、単に画面に様々な情報を並べることにより画面表示が複雑で直観的でなく所望の情報を迅速に把握することが容易でない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決することができる。

また、本発明によれば、電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびレーダーシステムから提供される情報に基づいてそれぞれの船舶および障害物に対する時間による相対距離の変化を時系列グラフで示し、このとき、船舶の場合には、レーダー情報に基づいて各船舶の左舷であるか、それとも右舷であるかを表示するのに加えて、特定船舶との距離が予め定められた閾値以下である場合、避航義務のある船舶にアラーム等で避航を報知するように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムが提供されることで、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握できると同時に、航海中の船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止することができる。

併せて、本発明によれば、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を容易に把握し、衝突発生を効果的に防止できると同時に、任意の値を入力して行き合いおよび避航に対するシミュレーションが可能であるように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムが提供されることで、短距離で避航のための航路計画時、避航可否を迅速かつ正確に判断することができる。

従来の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）に表示される電子海図画面の表示例を概略的に示す図である。 従来の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）に表示される電子海図画面の表示例を概略的に示す図である。 本発明の実施例に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムにより表示される船舶の衝突回避のための時系列インターフェース表示画面の表示例を概略的に示す図である。 本発明の実施例に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムの全体的な構成を概略的に示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムの具体的な実施例について説明する。

ここで、以下に説明する内容は、本発明を実施するための一つの実施例であるだけで、本発明は、以下に説明する実施例の内容にのみ限定されるものではないという事実に留意すべきである。

また、以下の本発明の実施例についての説明において、従来の技術の内容と同一または類似するか、または当業者の水準で容易に理解して実施できると判断される部分に対しては、説明を簡略にするために、その詳細な説明を省略したことに留意すべきである。

即ち、本発明は、後述するように、単に画面に様々な情報を並べることにより画面表示が複雑で直観的でなく所望の情報を迅速に把握することが容易でない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決するために、一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および障害物に対する時間による相対的な距離変化を時系列グラフを通して示すと同時に、各船舶の左右位置関係を共に表示することで、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握し、迅速かつ正確な状況判断に役立つように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムに関する。

また、本発明は、後述するように、単に画面に様々な情報を並べることにより所望の情報を迅速に把握することが容易でなかった従来の技術の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決するために、電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびレーダーシステムから提供される情報に基づいてそれぞれの船舶および障害物に対する時間による相対距離の変化を時系列グラフで示し、このとき、船舶の場合は、レーダー情報に基づいて各船舶の左舷であるか、それとも右舷であるかを表示し、特定船舶との距離が予め定められた閾値以下である場合、避航義務のある船舶にアラーム等で避航を報知するように構成されることで、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握できると同時に、航海中の船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止できるように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムに関する。

併せて、本発明は、後述するように、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を容易に把握し、衝突発生を効果的に防止できると同時に、任意の値を入力して行き合いおよび避航に対するシミュレーションが可能であるように構成されることで、短距離で避航のための航路計画時、避航可否を迅速かつ正確に判断できるように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムに関する。

引き続き、図面を参照して、本発明に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムの具体的な内容について説明する。

先ず、図１および図２を参照すると、図１および図２は、従来の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）に表示される電子海図画面の表示例をそれぞれ概略的に示す図である。

図１および図２に示したように、既存の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）は、画面上に電子海図を表示すると同時に、電子海図上に航路や周辺地域に関する各種の情報を共に表示するのに加えて、例えば、ＣＰＡおよびＴＣＰＡのように、周辺に航海する船舶の経路および速度を考慮して衝突を防止するための航海案内情報を画面上に表示するように構成されている。

従って、既存の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの表示画面は、様々な情報が一つの画面に重畳されて表示されるので、このような画面を見て航路を決定しなければならない航海士の立場では、一見して全ての情報を直観的に確認することが難しく、それによって、例えば、近距離で接近する船舶を確認して衝突を回避するための航路を決定する等のように、迅速かつ正確な判断が要求される場合にむしろ助けにならない問題点があるものであった。

そこで、本発明者は、後述のようにして、画面上に表示される内容だけで周辺に航海する船舶との衝突可否および危険性の高低を直観的に一見して把握できるように構成される時系列グラフィックインターフェース表示方法を提案し、それを用いて船舶間の衝突および船舶と周辺障害物との衝突を効果的に防止できるように構成される船舶衝突回避案内システムを提示した。

即ち、図３を参照すると、図３は、本発明の実施例に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムにより表示される船舶の衝突回避のための時系列インターフェース表示画面の表示例を概略的に示す図である。

図３に示したように、本発明の実施例に係る船舶の衝突回避のための時系列インターフェース表示方法は、例えば、Ｘ軸が時間であり、Ｙ軸が距離に該当する２次元平面上に、一定範囲以内の周辺に航海中の船舶および障害物との相対的な距離の変化をグラフの形態で表示するように構成され得る。

さらに詳細には、電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）やレーダーシステムで提供される情報に基づいて、図３に示したように、周辺の船舶および障害物に対して時間による相対距離の変化をそれぞれ時系列的なグラフで表示することで、それぞれの船舶や障害物がいつどれほど自身の船舶と近くなって遠くなるかと、最も近い瞬間での相手船舶の方位角および距離を一見して容易に把握することができる。

即ち、図３に示したグラフにおいて、Ｘ軸の値は時間（ｔ）に該当し、Ｙ軸の値は距離（ｄ）に該当する値をそれぞれ示すものと見られ、図３に示したグラフは、それぞれの船舶および障害物に対して時間による相対距離の変化を示すものといえる。

ここで、それぞれの船舶および障害物に対して時間による自身の船舶との相対距離の変化を求めるためには、電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびレーダーシステムが提供する船舶または障害物の現時点での位置と速度を活用することができる。

さらに詳細には、ベクトル演算の概念を利用して表現すれば、自身の船舶の現在位置がＰ_ｏｗｎ（０）、相手船舶または障害物の現在位置がＰ_{ｔａｒｇｅｔ}（０）、自身の船舶の現在速度がＶ_ｏｗｎ、相手船舶または障害物の現在速度がＶ_{ｔａｒｇｅｔ}であるとするとき、ｔ秒後の自身の船舶と相手船舶または障害物の相対位置Ｐ（ｔ）は、以下の［数１］のようにして求めることができる。
［数１］

また、上述の［数１］を利用して求められたＰ（ｔ）を活用したとき、ｔ秒後の自身の船舶と相手船舶または障害物の相対距離｜Ｐ（ｔ）｜は、以下の［数２］のように示すことができる。
［数２］

従って、上述の［数１］および［数２］を利用して（ｔ、｜Ｐ（ｔ）｜）の値を計算することにより、それぞれの相手船舶または障害物に対する時間による相対距離変化をグラフで示すことができる。

また、上述の［数１］で求めたＰ（ｔ）の値を活用して最近接地点での自身の船舶に対する相手船舶の相対方位角を容易に求めることができることは自明であるといえる。

ここで、本発明の実施例においては、上述の［数１］および［数２］を利用して相対距離｜Ｐ（ｔ）｜を求める場合を例として本発明を示したが、本発明は、必ずしもこのような場合にのみ限定されるものではなく、即ち、本発明は、上述の［数１］および［数２］を利用する方法以外に、例えば、｜Ｐ（ｔ）｜値を求めるために相手から受信された相手の航海経路情報を活用する等、必要に応じて様々な方法が活用できることに留意すべきである。

また、本発明の実施例に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムは、上述したように、それぞれの船舶および障害物に対する相対的な距離の変化を時系列的に表示するのに加えて、図３に示したように、近接地点および最近接地点での自身の船舶に対する相手船舶の相対方位角、進行方向、近接距離、近接時間等の情報を表示すると共に、回避が必要な閾値を示す衝突限界線を表示することで、それぞれの船舶および障害物に対する衝突可否および危険性を一見して容易に把握することができる。

即ち、グラフが限界線の下に下がる場合は、衝突が発生する危険が高いことを意味するので、図３に示したように、グラフに共に表示された数字および記号等のような情報を確認し、近接地点および最近接地点での自身の船舶に対する相手船舶の相対方位角、進行方向、近接距離、近接時間等を把握して予め回避航路を決定して回避すると同時に、船舶の場合は、該当船舶にも予め警告を送ることで、事故発生を未然に防止することができる。
このとき、一般に、船舶の航海時には、相対的に左側に位置した船舶が回避しなければならないので、図３に示したように、レーダー情報を利用して各船舶間の左右位置関係を共に表示することで、どの船舶が先に避けるべきであるかも一見して容易に把握できるようになる。

ここで、図３に示した表示例においては、各船舶間の左右位置関係を英文字ＬとＲおよび１２時間単位の相対方位角で表で表示したが、本発明は、必ずしもこのような場合にのみ限定されるものではなく、即ち、本発明において、上述の各船舶間の左右位置関係表示は、例えば、グラフの色や、文字、または、記号等を利用して示すこともできる等、必要に応じて多様に構成され得るものであることに留意すべきである。

併せて、このように衝突可否を判断して避航義務のある船舶側に警告を報知する一連の処理は、船舶衝突回避案内システムにより自動で遂行されるように構成され得る。

さらに詳細には、図３に示した表示例において、船舶１の場合と船舶２の場合は、それぞれ衝突限界線の下までグラフが位置するので衝突発生の危険があり、これに対して、船舶３の場合は、衝突限界線の下に下がらないので衝突可能性がないと見られる。

また、図３に示した表示例において、船舶１の場合が船舶２の場合より先に行き合うので優先的に回避しなければならず、このとき、船舶１が左側に位置するので、船舶１が避航義務のある船舶になって船舶１側で避航をしなければならず、このために、船舶１側に避航することを報知する信号を伝送する。

これに対して、船舶２に対しては、船舶１より後で行き合いがなされるが、船舶２が右側に位置するので、従って、船舶２に対しては、自身の船舶が避航しなければならないことが容易に分かり、このために、自身の船舶にアラームを発生して航海士等に避航を報知するようにする。

ここで、図３に示した実施例においては、説明を簡略にするために、計３隻の船舶に対して行き合いおよび避航情報の提供がなされる場合を例に挙げて本発明を説明したが、一般に、実際は周辺にさらに多くの船舶や障害物が存在するはずであるので、このように一つの画面に多くの船舶や障害物に対する表示がなされる場合、可読性に劣って迅速な状況判断に妨害となる恐れがある。

このために、本発明は、表示すべき船舶や障害物の数が予め定められた一定範囲を超える場合、例えば、最も早く衝突が発生する順序や衝突危険が高い順序等のように、予め定められた基準に基づいてその基準に該当する船舶や障害物だけを選択的に表示するか、またはグラフの拡大および縮小を通して可読性を高めることができるように構成され得る。
従って、上述したような構成から、本発明の実施例に係る船舶の衝突回避のための時系列インターフェース表示方法を利用すれば、一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および障害物に対する時間による相対的な距離変化を時系列グラフを通して示し、このとき、船舶の場合は、各船舶の左右位置関係を共に表示することにより、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握し、迅速かつ正確な状況判断に役立つのに加えて、特定船舶や障害物との距離が予め定められた閾値以下である場合、避航義務のある船舶にアラーム等で避航を報知することで、船舶間の衝突発生および船舶と障害物の衝突発生を全て効果的に防止することができる。

ここで、上述の避航報知は、単に避航義務のある側の船舶にのみ避航を報知するのに加えて、避航義務のある側と、ない側のいずれにも避航が必要な状況であることを報知することにより、両側のいずれでも避航の進行状況を注視するようにすることで、さらに効果的に衝突を防止するように構成されてもよい。

さらに、本発明の実施例に係る船舶衝突回避案内システムは、任意の値を入力して衝突可否に対するシミュレーションが可能であるように構成され得る。

即ち、本発明の実施例に係る船舶衝突回避案内システムは、避航経路を決定するために、例えば、右舷に一定角度旋回する場合のように、船舶の航路や速度等のような航海情報を入力すると、入力された該当航海情報によって新たに図３に示したような時系列グラフを作成し、画面に出力するように構成され得る。

従って、上述したような構成から、行き合いおよび避航に対するシミュレーションを通して、短距離で避航経路の設定時にも衝突可否を容易に把握し、迅速かつ正確な対応が可能となり、それによって、船舶間の衝突発生および船舶と障害物の衝突発生をさらに効果的に防止することができる。

さらに詳細には、図４を参照すると、図４は、本発明の実施例に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム４０の全体的な構成を概略的に示す図である。

図４に示したように、図４は、本発明の実施例に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム４０は、大別して、図３を参照して上述のようにして周辺に航海中の船舶および障害物に対する相対的な位置関係および衝突可能性を時系列的なグラフで示すための行き合いおよび避航情報提供部４１と、行き合いおよび避航情報提供部４１を通して行き合いおよび避航に対するシミュレーションを遂行するための各種の航海情報を入力するための入力部４２と、行き合いおよび避航情報提供部４１を通して生成された情報を表示するためのディスプレイ４３と、外部機器および他の船舶との通信を遂行するための通信部４４と、自身および周辺の船舶に避航に対する報知を伝達するためのアラーム発生部４５、および上述の各部の全体的な動作および機能を制御するための制御部４６を含んで構成され得る。

ここで、上述の行き合いおよび避航情報提供部４１は、図３を参照して上述のようにして、周辺に航海中の船舶および障害物に対する相対的な位置関係および衝突可能性を時系列的なグラフで示す処理が遂行されるように構成され得る。

また、上述の行き合いおよび避航情報提供部４１は、入力部４２を通して入力された値によって周辺に航海中の船舶および障害物に対する相対的な位置関係および衝突可能性を再構成し、図３に示したような時系列グラフで示す処理が遂行されるように構成され得る。
併せて、上述のアラーム発生部４５は、図３を参照して上述したように、行き合いおよび避航情報提供部４１により生成された結果に基づいて、衝突危険がある場合、避航義務のある船舶や、または、両側船舶のいずれに対しても自動で避航を報知するように構成され得る。

さらに、本発明に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム４０は、図４に示したように、別途の独立した装置として構成され得るが、必ずしもこのような構成にのみ限定されるものではなく、即ち、本発明に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム４０は、既存の航法システムに図３を参照して上述のようにして時系列的なグラフィックインターフェースを表示するように構成される専用のプログラムまたは処理モジュールを設けて構成されてもよい等、必要に応じて多様に構成され得るものであることに留意すべきである。

従って、上述のようにして本発明に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを具現することができる。

また、上述のようにして本発明に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを具現することにより、本発明によれば、一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および障害物に対する時間による相対的な距離変化を時系列グラフを通して示し、各船舶の左右位置関係を共に表示することにより、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握し、迅速かつ正確な状況判断に役立つように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムが提供されることで、単に画面に様々な情報を並べることにより画面表示が複雑で直観的でなく所望の情報を迅速に把握することが容易でない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決することができる。

併せて、本発明によれば、電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびレーダーシステムから提供される情報に基づいてそれぞれの船舶および障害物に対する時間による相対距離の変化を時系列グラフで示し、このとき、船舶の場合には、レーダー情報に基づいて各船舶の左舷であるか、それとも右舷であるかを表示し、特定船舶との距離が予め定められた閾値以下である場合、避航義務のある船舶にアラーム等で避航を報知するように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムが提供されることで、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握できると同時に、航海中の船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止することができる。

さらに、本発明によれば、近くに航海中の船舶および障害物の位置と行き合い時間および避航可否を容易に把握し、衝突発生を効果的に防止できると同時に、任意の値を入力して行き合いおよび避航に対するシミュレーションが可能であるように構成される時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムが提供されることで、短距離で避航のための航路計画時、避航可否を迅速かつ正確に判断することができる。

以上、上述したような本発明の実施例を通して本発明に係る時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムの詳細な内容について説明したが、本発明は、上述の実施例に記載の内容にのみ限定されるものではなく、従って、本発明は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者により設計上の必要およびその他の多様な要因によって種々の修正、変更、結合および代替等が可能であることは当然であるといえる。

４０：船舶衝突回避案内システム
４１：行き合いおよび避航情報提供部
４２：入力部
４３：ディスプレイ
４４：通信部
４５：アラーム発生部
４６：制御部

Claims (10)

1. 単に画面に様々な情報を並べることにより画面表示が複雑で直観的でなく所望の情報を迅速に把握することが容易でない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈａｒｔ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ；ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた航海システムの問題点を解決するための時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムにおいて、
   一方軸が時間であり、他方軸が距離に該当する２次元平面の時系列グラフであって、予め定められた一定範囲内に航海中の船舶および障害物に対する相対的な位置関係および衝突可能性を時系列的なグラフで示す処理が遂行されるようになされる行き合いおよび避航情報提供部；
   前記行き合いおよび避航情報提供部を通して生成された情報を表示するためのディスプレイ；
   前記行き合いおよび避航情報提供部により提供された情報に基づいて避航に対する報知を伝達するためのアラーム発生部；
   外部機器および他の船舶との通信を遂行するための通信部；および、
   前記船舶衝突回避案内システムの全体的な動作および機能を制御するための制御部を含んで構成されることで、それぞれの前記船舶および前記障害物に対して時間による相対的な距離の変化を前記時系列グラフを通して示すと同時に、それぞれの前記船舶の左右位置関係が共に表示されることにより、それぞれの前記船舶および前記障害物に対する位置と行き合い時間および避航可否を一見して容易に把握できるように構成され、
   前記行き合いおよび避航情報提供部は、
   電子海図表示システム（ＥＣＤＩＳ）およびレーダーシステムから提供される情報に基づいて、それぞれの前記船舶および前記障害物に対して時間による自身の船舶との相対距離の変化をグラフで作成して表示する処理が遂行されるように構成され、
   前記行き合いおよび避航情報提供部は、
   それぞれの前記船舶および前記障害物に対して時間による相対距離の変化をグラフで作成して表示すると同時に、近接地点および最近接地点での自身の船舶に対する相手船舶の相対方位角、進行方向、近接距離、近接時間を含む航海情報および回避が必要な閾値を示す衝突限界線を共に表示する処理が遂行されるように構成されることで、それぞれの前記船舶および前記障害物に対する衝突可否および危険性を一見して容易に把握できるように構成される、ことを特徴とする、時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム。
2. 前記行き合いおよび避航情報提供部は、
   それぞれの前記船舶および前記障害物に対して時間による相対距離の変化と前記航海情報および前記衝突限界線を表示すると同時に、レーダー情報を利用して、それぞれの前記船舶間の左右位置関係を共に表示する処理が遂行されるように構成されることで、避航義務のある船舶を容易に識別できるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム。
3. 前記行き合いおよび避航情報提供部は、
   それぞれの前記船舶間の左右位置関係を英文字ＬおよびＲで表示するか、または、前記グラフの色や、文字、記号の少なくとも一つを利用して表示するように構成されることを特徴とする、請求項２に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム。
4. 前記船舶衝突回避案内システムは、
   前記行き合いおよび避航情報提供部により生成された結果に基づいて、特定船舶または障害物に対するグラフが前記衝突限界線の下に下がる場合、該当船舶または障害物と衝突危険があると判断し、
   前記衝突危険があると判断された船舶が左側に位置する場合、前記アラーム発生部および前記通信部を通して前記左側に位置する船舶に対して避航を報知し、
   前記衝突危険があると判断された船舶が右側に位置する場合、前記アラーム発生部を通して自身の船舶に対して避航警告を発生する処理が自動で遂行されるように構成されることで、
   船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止できるように構成されることを特徴とする、請求項３に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム。
5. 前記船舶衝突回避案内システムは、
   前記衝突危険があると判断時、前記衝突危険がある船舶全てに対して自動で避航を報知する処理が遂行されるように構成されることを特徴とする、請求項４に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム。
6. 前記船舶衝突回避案内システムは、
   表示すべき船舶または障害物の数が予め定められた一定範囲を超える場合、予め定められた基準に基づいて前記基準に該当する船舶または障害物に対するグラフだけを選択的に表示するか、または、前記グラフの拡大、縮小が可能であるように構成されることで、可読性を高めることができるように構成されることを特徴とする、請求項５に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム。
7. 前記船舶衝突回避案内システムは、
   前記行き合いおよび避航情報提供部を通して行き合いおよび避航に対するシミュレーションを遂行するために、船舶の航路および速度を含む航海情報を入力するための入力部をさらに含んで構成され、
   前記行き合いおよび避航情報提供部は、
   前記入力部を通して入力された前記航海情報によってそれぞれの前記船舶および前記障害物に対する相対的な位置関係および衝突可能性を再構成して前記グラフを作成し、前記ディスプレイを通して表示する処理が遂行されるように構成されることで、
   避航経路の決定時、行き合いおよび避航に対するシミュレーションを通して衝突可否を迅速かつ正確に判断可能であり、船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止できるように構成されることを特徴とする、請求項６に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム。
8. 前記船舶衝突回避案内システムは、
   既存の船舶航海案内システムまたは船舶衝突防止システムに前記グラフを表示するように構成される専用のプログラムまたは処理モジュールを設けて構成されることで、
   別途のハードウェアを構成する必要なく安価なコストで容易に具現可能であるように構成されることを特徴とする、請求項７に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システム。
9. 単に画面に様々な情報を並べることにより画面表示が複雑で直観的でなく所望の情報を迅速に把握することが容易でない短所があった従来の技術の電子海図表示システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｈａｒｔ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ；ＥＣＤＩＳ）およびそれを用いた船舶衝突回避方法の問題点を解決するための船舶の衝突回避案内方法において、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを利用して予め定められた一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および障害物に対する相対的な位置と行き合い時間および避航可否に対する情報を提供するように構成されることで、
   それぞれの前記船舶および前記障害物に対する位置と行き合い時間および避航可否を容易に把握できると同時に、避航経路の決定時、行き合いおよび避航に対するシミュレーションを通して衝突可否を迅速かつ正確に判断可能であり、船舶間の衝突発生および船舶と障害物との間の衝突発生を効果的に防止できるように構成されることを特徴とする、船舶の衝突回避案内方法。
10. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の時系列グラフィック表示を用いた船舶衝突回避案内システムを含んで構成されることで、
    予め定められた一定範囲内に航海中のそれぞれの船舶および障害物に対する相対的な位置と行き合い時間および避航可否を容易に把握できると同時に、避航経路の決定時、行き合いおよび避航に対するシミュレーションを通して衝突可否を迅速かつ正確に判断可能であるように構成されることを特徴とする、船舶。