JPH10112670A - 相対位置判別無線通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジャー用のジェットスキーによる事故や船
舶の衝突予防のために無線通信機を用いて船舶の近接監
視をする相対位置判別無線通信方式。 【解決手段】 選択呼出により交信する小電力の無線通
信機が操作部７で相対位置判別と設定すると、受信部３
のＡＧＣを解除し、設定に応じて送信タイマを作動させ
相対位置判別信号を制御部４からＤＴＭＦ９に出力して
ＤＴＭＦに変換して送信部２から送信して受信状態とな
る。受信部３で受信した信号をＤＴＭＦ９で検出して相
対位置判別信号であれば取り込み、制御部４で受信レベ
ルと相手局との距離を対応させて複数段階に分類して制
御信号を作り船舶の近接の監視を必要とする機器に出力
する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】小電力の無線通信機を用いて
受信レベルによって相手局との距離の近接度を判別する
相対位置判別方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】レジャースポーツの中で海浜で遊ぶもの
としてジェットスキーがありスピードとスリルが最高の
魅力である。そのため、若者の間では大変人気の高いス
ポーツであるが、反面夢中になりすぎて事故の発生が増
えている。この対策には近づきすぎたジェットスキーを
気付くのが遅れて事故に合うので、近接するジェットス
キーがある場合は自動的に注意信号を出して警告できる
ものが必要になる。

【０００３】海難事故について厳しく法律で規制された
一般の船舶においても、狭い海峡を航行するのに夜間や
濃霧の時などときどき衝突事故が発生している。このこ
とは海難事故を防ぐために法律で定められた所定の計器
類を装備し、かつ、細心の注意を払って航行していても
海難事故は発生すると見なければならない。

【０００４】船舶の場合には海難防止のための航行に関
する法律があり、更に船舶の種類によってもレーダーや
計測機器の設置が義務づけられている。それに船舶がす
れ違う場合などではどちらかに優先航行の権利があり、
他方の船舶は回避義務が明記されている。色々な海難防
止の計器類を装備した船舶が優先航行側で回避義務側の
船舶には海難防止の計器類の無い時によく事故になる。
特に海難衝突予防法の中には狭い水路の航行船に対する
横切り船の注意義務や、一般海域の横切り船航法で相手
船を見る方行により回避義務が要求される避航船と、何
があってもその航行速度と進路の変更をしてはならない
保持船との関係があり、避航船の航海安全の設備が貧弱
な場合には衝突の危険度が高くなる。

【０００５】一般に外洋を航行する船舶の速度は２０ノ
ット前後の速度で航行する。これに対して漁船や内航船
などは１５ノット程度かそれ以下で航行する。そこで大
形の外洋船と漁船が正面方向から向かい合って走った場
合は３５ノットの早さで接近することになる。１海里を
約１８００ｍとすると、概算で時速６３Ｋｍで接近する
ことになる。従って１Ｋｍの距離があっても１分程度で
衝突することになる。

【０００６】また、ジェットスキー等の場合はせいぜい
１０ノット程度であるから、５００ｍの距離でも正面方
向から向かい合ってきて衝突するときは２０ノットとし
て時速は約３６Ｋｍであり１分弱程度も掛かる。それな
のに事故が増加することは注意力の問題と相互の距離間
の認識にもよるものと思われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】船舶と船舶の衝突事故
やジェットスキー対ジェットスキーの衝突が起こらない
ようにする必要がある。海難事故を防ぐとしても船橋で
の目視による監視やレーダーによる監視以外に方法がな
い。当然ジェットスキー同志の衝突事故も注意して行動
するだけであり、どちらも何らかの方法で危険を知らせ
るものはない。本発明はこのような人の注意力だけに頼
る安全航法に加えて、衝突の恐れがあるほど近づいた船
やジェットスキーの近接を信号で知らせてその信号によ
り音や光などに変換して人に知らせたり船の制御器に警
告信号を送る相対位置検出無線通信方式を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は小電力タイプの
無線通信機を用いて、相対位置判別を選択設定すると、
送信部は所定の送信電力の周波数に相対位置判別信号を
変調させて設定されたタイマーの間隔で送信する手段と
受信部はＡＧＣを解除した受信状態で相対位置判別信号
を受信検出すると受信した信号毎に受信レベルをメモリ
に記憶し、かつ、受信レベルに応じて受信した相手無線
局との距離に対応させた複数段階のしきい値により分類
された制御信号を出力して警報や、近接状態に応じた対
応をする機器に供給して警告又は制御をする制御信号生
成手段とを備えて、相対位置判別信号の送信及び受信し
て生成した制御信号の出力動作は、前記タイマーに基づ
き更新作動することで他の無線局の近接状態を監視する
相対位置判別無線通信方式である。

【０００９】相対位置判別を設定した無線通信機は、相
対位置判別信号に自局コードを付加して送信する手段
と、相対位置検出信号を受信検出すると相対位置判別信
号を送信した相手局に対し相手局コードを付けて応答信
号として送信する手段と、相対位置判別には相対位置判
別の応答信号のみ検出して制御信号とする手段とを備え
て、他の無線局の近接状態を監視する相対位置判別無線
通信方式である。

【００１０】小電力タイプの無線通信機による相対位置
判別は、相対位置判別信号又は応答信号を受信検出し、
検出した信号毎に一時記憶する手段と、次回の相対位置
判別信号を受信すると記憶された信号レベルとの信号強
度を比較する手段と、記憶値に対して大小の変化がある
と変化方向を付加した制御信号を出力するとともに記憶
値を更新する変化判別手段とを備えて、他の無線局が近
接するか離れるかの監視をする相対位置判別無線通信方
式である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の相対位置判別無線通信方
式は主に船舶又はジェットスキーに装備して衝突等の危
険を防止するのが目的であって、海上衝突予防法に基づ
く航法には見張り義務の項目があって衝突が起きないよ
うに監視しているがその補助具として自動的に近接警告
させる制御信号を出力するものである。小電力の無線通
信機の代表的なものに特定小電力無線通信機がある。本
発明はこの免許のいらない特定小電力無線通信機により
説明する。この特定小電力は送信電力１０ｍＷ以下で４
００ＭＨｚ帯のＦＭの複数チャネルが使用できるもので
ある。送信電力１０ｍＷは通常の気象条件ではおよそ３
Ｋｍ程度の交信が可能とされている。相対位置判別用の
送信電力の決定は国単位又は国際的に海上衝突予防法の
中で送信電力を定めればよい。実際には、船舶の航行速
度を時速２０ノットの船と、１５ノットの船とが接近す
る場合に、正面から接近すると時速３５ノットであり１
Ｋｍの位置からだと１分程度で接近し、５００ｍの範囲
内では約３０秒で衝突のおそれがある。

【００１２】図２は受信レベルと距離の関係を図に示し
てあり、横軸に距離を取り、縦軸には受信レベルに対応
する５段階分割により距離と感度を対比させた表であ
る。また、送信機もその条件になるように送信電力を設
定する。この５段階に分けたレベル１は受信感度無しで
距離は２Ｋｍ以上とし、レベル２は５００ｍ以上２Ｋｍ
以下で微弱受信感度、レベル３は２００ｍから５００ｍ
の範囲で中程度の受信感度、レベル４は５０ｍから２０
０ｍの範囲での高い受信感度であり、レベル５は５０ｍ
以内の最高感度とする。例えばレベル５は３Ｖ以上の出
力とすると、レベル１は０．５Ｖ以下の出力で感度無し
とし、このような基準値に基づくレベルの各段を設定
し、判別用のしきい値として船舶の近接の監視用にすれ
ばよい。図６は図２の表に基づき船の位置を模式的に示
した図である。

【００１３】この相対位置判別の信号としては、送信信
号には特定小電力で相手局を選択呼び出しに使用する信
号にＣＴＣＳＳ、ＤＳＣ，ＤＴＭＦ、５ＴＯＮＥなどの
複数の選択呼び出し信号があり、その中から１つ又は、
２つを使い分けて選択呼び出しを行っている。本発明で
はＤＴＭＦとＭＯＤＥＭとを選択する無線通信機につい
て説明する。相対位置判別信号をＤＴＭＦやＭＯＤＥＭ
で送信するので他の信号と区別できるため相対位置判別
信号の取り込みの選択が可能である。

【００１４】図１は本発明の相対位置判別機能を備えた
一実施例の無線通信機のブロック図であり、図について
説明する。図中１はアンテナ、２は送信部、３は受信
部、４は制御部、５はメモリ、６は表示部、７は送受信
の特定のスイッチ類と各種の通信に係わる設定用キーボ
ードとからなる操作部、８はスピーカ、９は数字や文字
が入力されるとＤＴＭＦに変換し、ＤＴＭＦ信号が入力
すると数字や文字に復調する変換及び復調機能を備えた
ＤＴＭＦ、１０はデーター通信用のＭＯＤＥＭである。

【００１５】図１のブロック図による一実施例として船
舶に用いることを前提として説明する。特定小電力の無
線通信機が通常の無線通信状態から操作部７により相対
位置判別を設定すると、制御部４とメモリ５により送信
部２の送信電力と周波数を設定し、受信部３も相対位置
判別信号のレベルが抑圧されないようにＡＧＣをオフに
設定する。以上の設定により無線通信機は計測機能が設
定される。制御部４はタイマー例えば５ｓｅｃタイマー
を始動させる。このタイマーにより送信する相対位置判
別信号として、信号長が１００ｍＳ程度で、例えば、全
無線局を対象としたＡＬＬの「Ａ」と相対位置判別用の
「０」とを組み合わせた「Ａ０」としてＤＴＭＦ９に出
力し、ＤＴＭＦコードに編成して送信部２から５ｓｅｃ
間隔で送信する。国や地域によってはＤＴＭＦ信号が使
えない場合があるので、その場合はＭＯＤＥＭ１０を作
動させて相対位置判別信号をＭＯＤＥＭ信号にして送信
すればよい。この相対位置判別機能（ソフトにより実行
するので図３の説明において詳細に述べる。）を備えた
無線通信機は全て相対位置判別状態では相手局の送受信
に関係なく５ｓｅｃで送信されるから、送信終了から次
の送信までの間受信状態になり、相対位置信号のＤＴＭ
Ｆコードを受信検出すると、受信した信号レベルを個別
にメモリ５に記憶し、その受信レベルの強弱を５段階に
振り分けて制御信号にする。この出力される制御信号は
無線通信機の表示部６にレベル表示したり、船舶の近接
警戒用の各種計器機に制御信号として出力する。

【００１６】本発明の第１実施例の動作を図３のフロー
チャートにより説明する。判断ボックスＨ１で相対位置
判別の設定をしたことを検知すると、処理Ｓ１でＡＧＣ
を解除し処理Ｓ２で送信タイマーを設定する。処理Ｓ３
で相対位置判別用のＤＴＭＦを編成して処理Ｓ４でその
ＤＴＭＦ信号を送信する。送信終了後処理Ｓ５で受信状
態になり、判断ボックスＨ２で相対位置判別のＤＴＭＦ
信号を受信検出して信号レベルをメモリ５に記憶する
と、次に、相対位置判別機能は、図２のレベル／距離の
グラフを参照して５段階のしきい値を設けて検出した受
信感度と比較する。そこでレベル１は受信感度が０．５
Ｖ以下、レベル５は受信感度は３Ｖ以上としてそれぞれ
割り付けるとレベル１は受信感度を０Ｖ以上０．５Ｖま
でとし、レベル２は受信感度０．５Ｖから１．１Ｖ、レ
ベル３は受信感度を１．１Ｖから１．９Ｖ、レベル４は
受信感度を１．９Ｖから３Ｖ、５は受信感度を３Ｖ以上
に設定すると、それぞれの段階を区分する受信感度はし
きい値となるので、上下いずれのしきい値を超えても出
力は１とし、しきい値以下ならば０の出力とする。レベ
ル３で検出した受信感度が１．５Ｖの場合は１．１Ｖ以
上１．９Ｖ以下のため１と０の判別をして１，０を出力
するレベル３とする。検出した受信感度が２．５Ｖの場
合はレベル３では１と１の判別となりレベル４で比較を
する。レベル４は１．９Ｖから３．０Ｖであり受信感度
２．５Ｖの場合は１と０の判別をして１，０を出力して
レベル４と判別される。

【００１７】レベル２の判別も同様にレベル２のとき１
と０を出力するとレベル２と判別し、レベル１は感度無
しで０が出力されてレベル１と判別され、レベル５は３
Ｖのしきい値以上の受信感度のため１を出力するから５
と判別できるので全ての段階が判別できる。受信判断ボ
ックスＨ３からＨ７により上記方法で受信した信号レベ
ルを振り分け、出力された信号は処理Ｓ６からＳ１０に
よる制御信号生成手段でレベル区分に応じて例えば１か
ら５の数字の制御信号に生成し、処理Ｓ１１により制御
信号を出力する。判断ボックスＨ８で送信タイマが５ｓ
ｅｃになったかを検出し５ｓｅｃまで受信を反復実行す
る。５ｓｅｃになると判断ボックスＨ９で相対位置判別
の設定が解除になったかを判断して終了するか否かを実
行する。

【００１８】次に、本発明の第２実施例についてその動
作を説明する。無線通信機の構成は第１実施例と変わら
ないので、その動作について相違する点を述べると応答
信号により相対位置判別を行うのが第２実施例の要旨で
ある。従って、第１実施例のように全ての無線局が相対
位置判別を所定の間隔で送信し、それを受信することで
相対位置を判別する方式ではなく、相対位置判別信号を
受信すると受信した側では相対位置判別信号の応答信号
を送信する。この場合その他の船に影響を与えないよう
に相対位置判別信号を送信した特定の無線機だけが検出
できるようにする必要があるので、相対位置判別信号の
ＤＴＭＦ信号「Ａ０」に自局コード例えば「ＮＥＫＯ」
を付けて「Ａ０＊ＮＥＫＯ」として送信する。この相対
位置判別信号を受信した他の無線局は応答信号を送信す
るが、この応答信号は特定の相手局「ＮＥＫＯ」に対す
る応答であるため「ＮＥＫＯ」に応答の「１」を加えて
「ＮＥＫＯ＊１」のＤＴＭＦ信号で送信する。この「Ｎ
ＥＫＯ＊１」を受信すると自局コードが「ＮＥＫＯ」以
外の無線局は取り込まないから混乱を生じないで相対位
置判別ができる。

【００１９】本発明の第２実施例を示す図４のフローチ
ャートは、相対位置判別を送信する側の（ａ）フローチ
ャートと、相対位置判別を受信して応答する側の（ｂ）
フローチャートとで相対位置判別が実行される。そのた
め処理の流れに従ってフローチャートを説明する。相対
位置判別を送信した無線局側のフローチャート図４
（ａ）は判断ボックスＨ２１で相対位置判別が設定され
たか否かを判別し、設定されていると通常の通信機能は
解除される。処理Ｓ２１で受信部３はＡＧＣをオフにす
る。続けて処理Ｓ２２で送信タイマをこの場合は５ｓｅ
ｃに設定する。処理Ｓ２３でＤＴＭＦ９において相対位
置判別信号を［Ａ０＊ＮＥＫＯ］のＤＴＭＦコードを作
成し、処理Ｓ２４で受信範囲の全ての相手局に対してＤ
ＴＭＦコードの相対位置判別信号を送信する。

【００２０】この相対位置判別信号を受信した相対位置
判別に設定された無線局は、図４（ｂ）のフローチャー
トに基づき応答信号を送信する。判断ボックスＨ３０で
相対位置判別送信せずであれば処理Ｓ３２で受信状態と
なる。判断ボックスＨ３１で相対位置判別信号を受信検
出すると、処理Ｓ３３で受信したＤＴＭＦコードの中の
相手局コードと応答信号の「１」を組み込み「ＮＥＫＯ
＊１」のＤＴＭＦに編成して送信する。その応答送信は
混信が起こりにくいように送信するとき、その周波数の
受信信号がある間は送信がマスクされるか、応答にタイ
ムラグを持たせて送信されるように構成してもよい。判
断ボックスＨ３２で相対位置判別が解除されたかを判断
されなければ再び判断ボックスＨ３０を実行する。この
判断ボックスＨ３０で送信と判定すると、応答側も図４
（ａ）の動作を実行して自局の相対位置判別を実行す
る。

【００２１】再度図４の（ａ）側フローチャートにもど
り、処理Ｓ２５で応答信号の受信中に、判断ボックスＨ
２２で受信信号からＤＴＭＦの［ＮＥＫＯ＊１」を検出
すると、その信号レベルをメモリに記憶し、判断ボック
スのＨ２３からＨ２７で受信感度の強弱に応じた５段階
のレベルに分類し、処理Ｓ２６からＳ３０で相手局との
距離に対応させた制御信号に編成する。処理Ｓ３１で制
御信号を出力し、判断ボックスＨ２８で送信タイマが５
ｓｅｃ経過したかを検出し、５ｓｅｃ以内ならば処理Ｓ
２４の応答受信に戻つて実行し、５ｓｅｃ経過ならば判
断ボックスＨ２９で相対位置判別解除を検出し、解除で
無ければ判断ボックスＨ２１に戻って反復実行し解除な
らば相対位置判別を解除して通常の無線機機能となる。
なお、「ＮＥＫＯ」コード局以外は取り込まないので問
題は起きない。また、受信した応答信号に相手局コード
がある場合は受信した信号レベルは相手局コードととも
に記憶することで相手局と自局との相対距離の変化を知
ることができる。

【００２２】次に図５のフローチャートについて説明す
る。このフローチャートは図１の無線通信機の動作の図
３フローチャート及び図４フローチャートに感度差を検
出して大小差の信号も出力させるものである。ここでは
代表例として図３のフローチャートに対応させて示して
ある。判断ボックスＨ４１で相対位置判別を検出すると
処理Ｓ４１からＳ４５にかけてＡＧＣを解除し、送信タ
イマ５ｓｅｃに設定する。相対位置判別の「Ａ０」信号
をＤＴＭＦ信号に編成して送信した後に受信状態にな
り、判断ボックスＨ４２で相対位置判別のＤＴＭＦ信号
を受信検出すると判断ボックスＨ４３からＨ４７で受信
した信号レベルの強弱を判別し、処理Ｓ４６からＳ５０
によって信号レベルを距離に対応させた１から５の制御
信号に編成する。

【００２３】判断ボックスでレベルデータがメモリされ
ているかの有無を判定し、無ければ処理Ｓ５１とＳ５２
でメモリに記憶する。制御信号が例えばレベル４ならば
「４」の信号を出力する。データがあれば処理Ｓ５４で
メモリデータを読み出し処理Ｓ５５で新しい信号レベル
と大小を比較して大きければ＋をつけて「４＋」の制御
信号とし、少なければ「４−」にした制御信号を処理Ｓ
５５で出力する。これはレベル４は図２によれば５０ｍ
から２００ｍの範囲内で送信されたものであり、仮に１
００ｍの位置からの送信がレベル４であるから、新たに
計測した位置が１３０ｍであれば受信感度が下がり遠ざ
かったことを意味し「４−」を出力し、７０ｍの位置で
あれば受信感度が高くて「４＋」制御信号を出力してよ
り危険度の高い警告を意味する。処理Ｓ５６でメモリデ
ータを更新し、判断ボックスＨ４９で送信タイマが５ｓ
ｅｃ以内ならば再度処理Ｓ４５の受信に戻り、５ｓｅｃ
ならば判断ボックスＨ５０で相対位置判別が解除された
かを判定してＥＮＤにするか再度判断ボックスＨ４１に
戻る。複数のメモリデータがあってもどのデータも５ｓ
ｅｃ毎に新に検出されるので時系列的にメモリされてお
り比較する場合に間違いは起こらない。

【００２４】この相対位置判別用の無線通信機では、受
信レベルに応じた信号による警告は特定小電力無線通信
機の表示部６に数字で表示し、更にスピーカ８により警
告するが、制御信号は船橋や船室に出力して船の接近を
警報することもできるし、船の機関室にも制御信号を出
力して利用することも可能である。船舶が正面から向か
い合って時速６０Ｋｍで接近するとして、１ｓｅｃ当た
り約１７ｍの早さとなり、船舶間の距離が５００ｍから
接近するとして、相対位置判別が設定されている全ての
無線通信機はこの例では送信は５ｓｅｃ毎であるので、
１回の計測中に約８５ｍ近づくことになり、衝突するま
でに５回程度計測ができ、この間次第に危険度が高くな
るような警告ができるので十分な対応ができる。それに
実施例では特定小電力無線通信機で説明したが、専用の
相対位置判別無線通信機としてもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明の相対位置判別無線通信方式によ
れば、相対位置判別を設定した全ての小電力無線機の無
線局が免許の要らない微弱電波を用いて相対位置判別信
号を所定の間隔で選択信号により送信することで他の電
波は取り込まないから誤信号による影響を受けない。そ
の相対位置判別信号を受信検出すると、送信した無線局
との距離に対応する受信レベルが得られ、その受信レベ
ルによる制御信号を表示部や船舶の近接警戒用の各種計
器に出力して警告や近接報知に用いることで非常態勢に
よる行動が可能となり衝突等を事前に回避することがで
きる。また、この相対位置判別用の無線通信機は相対位
置判別専用の無線機として近接警報計器としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無線通信機の一実施例を示すブロック
図である。

【図２】本発明の受信レベルに対する無線局間の相対距
離を示す図である。

【図３】図１の無線通信機の相対位置判別動作を示すフ
ローチャートである。

【図４】図１の無線通信機の相対位置判別動作を応答信
号による方式の動作を示すフローチャートである。

【図５】図１の無線通信機の他の相対位置判別動作を示
すフローチャートである。

【図６】本発明の使用状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１ アンテナ ２ 送信部 ３ 受信部 ４ 制御部 ５ メモリ ６ 表示部 ７ 操作部 ８ スピーカ ９ ＤＴＭＦ １０ ＭＯＤＥＭ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小電力タイプの無線通信機において、相対
   位置判別を選択設定すると、送信部は所定の送信電力の
   周波数に相対位置判別信号を変調させて設定されたタイ
   マーの間隔で送信する手段と、受信部はＡＧＣを解除し
   た受信状態で相対位置判別信号を受信検出すると受信し
   た信号毎に受信レベルをメモリに記憶し、かつ、受信レ
   ベルに応じて受信した相手無線局との距離に対応させた
   複数段階のしきい値により分類した制御信号を出力して
   警報や、近接状態に応じた対応をする器機に供給して警
   告又は制御をする制御信号生成手段とを備えて、相対位
   置判別信号の送信及び受信して生成した制御信号の出力
   動作は、前記タイマーに基づき反復作動することで他の
   無線局の近接状態を監視することを特徴とする相対位置
   判別無線通信方式。
2. 【請求項２】請求項１記載の相対位置判別を設定した無
   線通信機は、相対位置判別信号に自局コードを付加して
   送信する手段と、相対位置判別信号を受信検出すると相
   対位置判別信号を送信した相手局に対して相手局コード
   を付けて応答信号として送信する手段と、相対位置判別
   には相対位置判別の応答信号のみ検出して制御信号を生
   成して出力する手段とを備えて、他の無線局の近接状態
   を監視することを特徴とする相対位置判別無線通信方
   式。
3. 【請求項３】小電力タイプの無線通信機において、請求
   項１及び請求項２記載の相対位置判別信号又は応答信号
   を受信検出した信号毎に一時記憶する手段と、次回の相
   対位置判別信号を受信すると記憶された信号レベルとの
   信号強度を比較する手段と、記憶値に対して大小の変化
   があると変化方向信号も附加した制御信号を出力すると
   ともに記憶値を更新する変化判別手段とを備えて、他の
   無線局が近接するか離れるかの監視をすることを特徴と
   する相対位置判別無線通信方式。