JPWO2020008776A1 - 表示データ生成装置 - Google Patents

Abstract

操船支援装置（１）は、船舶データ取得部（１１）と、ゾーン大きさ取得部（４１）と、表示データ生成部（７１）と、を備える。船舶データ取得部（１１）は、少なくとも他船について位置情報及び瞬間船速ベクトルを取得する。ゾーン大きさ取得部（４１）は、他船について取得した複数の瞬時船速ベクトルの少なくとも方位のバラツキ度合いを評価するためのパラメータ（他船の最大船速誤差半径）を利用して、自船と他船の将来的な衝突の危険性があるＯＺＴのゾーンの大きさを取得する。表示データ生成部（７１）は、計算されたゾーンの大きさを利用して、ＯＺＴを表示するための表示データを生成する。

Description

本発明は、船舶に関する情報を表示するためのデータを生成して出力する表示データ生成装置に関する。

従来から、船舶の航行情報に基づいて、船舶同士の衝突が将来的に発生する危険性があるゾーンを計算して、計算した当該ゾーンを表示するための表示データを生成する表示データ生成装置が知られている。

非特許文献１は、この種の表示データ生成装置に用いるＯＺＴ（Ｏｂｓｔａｃｌｅ Ｚоｎｅ ｂｙ Ｔａｒｇｅｔ）の計算手法、及び、ＯＺＴの表示手法を開示する。

相手船による妨害ゾーンとその表示について（今津 隼馬，福戸 淳司，沼池 正義，日本航海学会論文集，１０７，１９１−１９７，２００２）

上記非特許文献１の手法では、ＯＺＴ計算に利用する船速ベクトルの計測結果のバラツキ（特に、船速ベクトルの方位のバラツキ）を原因として、表示されるＯＺＴの位置が安定せず大きく変動する場合がある。従って、ユーザは、衝突危険の適切な判断を行うために、画面に表示されるＯＺＴをある程度の時間継続して観察することが必要になる。そのため、衝突危険の判断が複雑になり易く時間を要する点で改善の余地があった。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、瞬間船速ベクトルの方位のバラツキを考慮して、衝突の危険を示す領域の変動し易さの予測が容易なＯＺＴの表示を実現することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の表示データ生成装置が提供される。即ち、この表示データ生成装置は、情報取得部と、ゾーン大きさ取得部と、表示データ生成部と、を備える。前記情報取得部は、自船及び他船の位置情報及び瞬間船速ベクトルを取得する。前記ゾーン大きさ取得部は、前記他船について取得した複数の瞬間船速ベクトルの少なくとも方位のバラツキ度合いを評価するための他船船速バラツキパラメータを利用して、前記自船と前記他船の将来的な衝突の危険性があるＯＺＴのゾーンの大きさを取得する。前記表示データ生成部は、前記ゾーンの大きさを利用して、前記ＯＺＴを表示するための表示データを生成する。

これにより、少なくとも他船の瞬時船速ベクトルのバラツキの度合いが大きい場合に、ＯＺＴを大きく表示することができる。従って、ＯＺＴの位置の安定性をユーザが直感的に予測し易い表示を実現することができる。

前記の表示データ生成装置においては、前記ゾーン大きさ取得部が取得する前記ゾーンの大きさは、前記他船の予測針路上において、当該他船に近い位置の前記ゾーンよりも遠い位置の前記ゾーンの方が大きくなることが好ましい。

他船に近い位置に表示されるＯＺＴよりも、他船から遠い位置に表示されるＯＺＴの方が、他船の瞬時船速ベクトルの方位のバラツキによって、位置が大きく変動する。上記の構成では、それに応じてＯＺＴの大きさを変化させる合理的な表示を実現することができる。

前記の表示データ生成装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記他船船速バラツキパラメータは、前記他船の瞬間船速ベクトルの先端が所定の確率又は所定以上の確率で内部に含まれる他船船速誤差円の大きさとして求められる。前記ゾーン大きさ取得部は、前記ＯＺＴの表示／非表示を判定する位置的基準として前記他船の予測針路上に複数定められたリスク評価位置に前記他船が到達するのに必要な時間と、前記他船船速誤差円の大きさと、に基づいて、他船位置誤差円の大きさを求め、前記他船位置誤差円に基づいて前記ゾーンの大きさを取得する。

これにより、他船の瞬間船速ベクトルのバラツキを適切に評価して、ＯＺＴの表示の大きさを変化させることができる。

前記の表示データ生成装置においては、前記ゾーン大きさ取得部は、前記自船について取得した複数の瞬間船速ベクトルのバラツキ度合いを評価するための自船船速バラツキパラメータを考慮して、前記ゾーンの大きさを計算により取得することが好ましい。

これにより、他船だけでなく自船の瞬間船速ベクトルのバラツキを考慮して、ＯＺＴの表示の大きさを変化させることができる。

前記の表示データ生成装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記自船船速バラツキパラメータは、前記自船の瞬間船速ベクトルの先端が所定の確率又は所定以上の確率で内部に含まれる自船船速誤差円の大きさとして求められる。前記ゾーン大きさ取得部は、前記ＯＺＴの表示／非表示を判定する位置的基準として前記他船の予測針路上に複数定められたリスク評価位置に前記自船が到達するのに必要な時間と、前記自船船速誤差円の大きさと、に基づいて、自船位置誤差円の大きさを求め、前記自船位置誤差円に基づいて前記ゾーンの大きさを取得する。

これにより、自船の瞬間船速ベクトルのバラツキを適切に評価して、ＯＺＴの表示の大きさを変化させることができる。

前記の表示データ生成装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記他船船速バラツキパラメータは、前記他船の瞬間船速ベクトルの先端が所定の確率又は所定以上の確率で内部に含まれる他船船速誤差円の大きさとして求められる。前記ゾーン大きさ取得部は、前記リスク評価位置に前記他船が到達するのに必要な時間と、前記他船船速誤差円の大きさと、に基づいて、他船位置誤差円の大きさを求める。前記ゾーン大きさ取得部は、前記リスク評価位置における前記他船位置誤差円及び前記自船位置誤差円のうち大きい方に基づいて、前記ゾーンの大きさを取得する。

これにより、他船の瞬間船速ベクトルのバラツキと、自船の瞬間船速ベクトルのバラツキと、を総合的に評価して、適切な大きさのＯＺＴを表示することができる。

前記の表示データ生成装置においては、前記ゾーンの大きさは、予め定められた下限値以上、かつ、予め定められた上限値以下であることが好ましい。

これにより、例えば見易さ等に配慮した大きさのＯＺＴを表示することができる。

前記の表示データ生成装置においては、前記表示データ生成部は、前記自船と前記他船との衝突リスクの変化に応じて前記ＯＺＴの色が徐々に変化する表示データを生成することが好ましい。

これにより、ユーザは、衝突リスクの増大及び減少傾向を色の変化により容易に理解することができる。

本発明の一実施形態に係る操船支援装置の電気的構成を示すブロック図。 自船及び他船のそれぞれについて、蓄積される複数の瞬間船速ベクトルと、瞬間船速ベクトルのバラツキを評価するための最大船速誤差半径と、の関係の一例を示す図。 リスク評価位置において、ＯＺＴを表示する場合の大きさを決める方法を説明する図。 他船の船速の方位バラツキが小さい場合のＯＺＴの表示例を示す図。 他船の船速の方位バラツキが大きい場合のＯＺＴの表示例を示す図。 従来技術のＯＺＴ表示を示す図。 変形例に係るＯＺＴの表示を示す図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る操船支援装置１の電気的構成を示すブロック図である。

図１に示す本実施形態の操船支援装置（表示データ生成装置）１は、水上を移動する船舶に設けられ、他船の動向等の情報を表示する。

操船支援装置１には、表示装置５が接続される。表示装置５は、例えば液晶ディスプレイとして構成され、操船を支援する情報を表示する。操船支援装置１は、適宜の情報を表示装置５に表示するための表示データを生成し、当該表示装置５に出力する。操船支援装置１が生成する表示データには、自船の位置及び速度の情報、他船の位置及び速度の情報が含まれる。また、この表示データには、自船と他船との衝突が将来的に発生する可能性が高いゾーンであるＯＺＴを表示するためのデータが含まれる。ＯＺＴは、自船の変針に対して、他船に妨害される領域を当該他船の予定針路上に示したものである。

この操船支援装置１は、船舶データ取得部（情報取得部）１１と、船速バラツキ取得部２１と、リスク評価位置計算部３１と、ゾーン大きさ取得部４１と、衝突リスク計算部５１と、ゾーン表示判定部６１と、表示データ生成部７１と、を備える。

具体的に説明すると、操船支援装置１は公知のコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。ＲＯＭには、上記のＯＺＴの表示データを生成するためのプログラムが記憶される。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、操船支援装置１を、船舶データ取得部１１、船速バラツキ取得部２１、リスク評価位置計算部３１、ゾーン大きさ取得部４１、衝突リスク計算部５１、ゾーン表示判定部６１及び表示データ生成部７１等として動作させることができる。

船舶データ取得部１１は、自船、及び、自船の周りに存在する他船に関し、必要なデータを取得する。

具体的には、操船支援装置１には、図略のＧＮＳＳ測位装置が接続されている。船舶データ取得部１１は、ＧＮＳＳ測位装置から入力される測位結果に基づいて、自船の位置を取得することができる。また、船舶データ取得部１１は、ＧＮＳＳ測位装置から得られる位置の変化を計算することにより、自船の船速を取得することができる。自船の船速は、２次元直交座標の２軸の成分を有するベクトル（自船船速ベクトル）として表すことができる。

また、操船支援装置１には、自船の周囲を探知してレーダ映像を生成する図略のレーダ装置が接続されている。このレーダ装置は、探知した物標（他船）の動きを検出して追尾する技術であるＴＴ（ターゲットトラッキング）機能を有している。ＴＴ機能は公知であるため簡単に説明すると、ＴＴ機能は、過去のレーダ映像の推移に基づいて、自船の周囲に存在する物標（他船）の位置及び速度ベクトルを計算により取得するものである。

レーダ装置は自船を基準とした相対的な他船の位置及び速度を取得するものであるが、船舶データ取得部１１に入力される他船の位置及び船速は、適宜の手段（例えば、上記のＧＮＳＳ測位装置及び図略の方位センサ）により得られた自船の位置及び船首方位に基づいて、対地基準となるように予め変換されている。他船の船速は、自船の船速と同様に、２次元直交座標の２軸の成分を有するベクトル（他船船速ベクトル）として表すことができる。

船舶データ取得部１１は、取得した自船の位置、自船の船速ベクトル、他船の位置、及び他船の船速ベクトルを、船速バラツキ取得部２１、リスク評価位置計算部３１及び表示データ生成部７１に出力する。

船速バラツキ取得部２１は、自船の船速及び他船の船速のバラツキの大きさを取得する。船速バラツキ取得部２１は、図示しないバッファメモリを備えており、このバッファメモリに、直近に船速バラツキ取得部２１に入力された船速（船速ベクトル）を、新しく入力されたものから所定の回数分、自船及び他船のそれぞれについて蓄積することができる。バッファメモリに一時的に記憶される自船及び他船の速度は、瞬間の船速である。

図２には、自船２及び他船３について、船速バラツキ取得部２１が蓄積する複数の瞬間船速ベクトルが鎖線の矢印で例示されている。ただし、バッファメモリに記憶される複数の瞬間船速ベクトルのうち、最新の瞬間船速ベクトルは例外的に実線の矢印で示されている。瞬間船速ベクトルのバラツキの説明のために、蓄積された過去の瞬間船速ベクトルは、その始点が、最新の瞬間船速ベクトルの始点と一致するように描かれている。

船速バラツキ取得部２１は、バッファメモリに蓄積された自船２の船速ベクトルの平均を計算することにより、自船２の平均船速ベクトルを求める。また、バッファメモリに蓄積された自船２の瞬間の船速ベクトルと、自船２の平均船速ベクトルと、を用いて、自船２の船速ベクトルの散らばりの度合いを示すパラメータを求める。

具体的には、船速バラツキ取得部２１は、自船２の平均船速ベクトルの先端を中心とし、揺らぎによって位置が変動する自船２の瞬間の船速ベクトルの先端を高確率で含むような大きさの円の半径を求める。この円の半径は、自船２の船速ベクトルの２軸の成分の分散及び共分散を求めた上で、例えば９５％信頼楕円の長軸の長さと等しくなるように計算することができる。以下、この円を最大船速誤差円と呼び、最大船速誤差円の半径を最大船速誤差半径と呼ぶことがある。

自船２の最大船速誤差半径は、自船２の瞬間船速ベクトルのバラツキ度合いを評価するパラメータ（自船船速バラツキパラメータ）の一種である。また、自船２の最大船速誤差円は、自船２の瞬間船速ベクトルの先端が９５％以上の確率で内部に含まれる大きさの円であるということができる。

船速バラツキ取得部２１は、自船２と同様に、バッファメモリに蓄積された他船３の船速ベクトルの平均を計算することにより、他船３の平均船速ベクトルを求める。また、バッファメモリに蓄積された他船３の瞬間の船速ベクトルと、他船３の平均船速ベクトルと、を用いて、他船３の船速ベクトルの散らばりの度合いを示すパラメータを求める。

船速バラツキ取得部２１は、自船２の場合と全く同様に、他船３の最大船速誤差半径を求める。この最大船速誤差半径は、他船３の船速ベクトルの２軸の成分の分散及び共分散に基づいて求めることができる。

他船３の最大船速誤差半径は、他船３の瞬間船速ベクトルのバラツキ度合いを評価するパラメータ（他船船速バラツキパラメータ）の一種である。また、本実施形態において最大船速誤差半径は９５％信頼楕円の長軸の長さと等しいので、他船３の最大船速誤差円は、他船３の瞬間船速ベクトルの先端が９５％以上の確率で内部に含まれる大きさの円であるということができる。

図２には、自船２及び他船３のそれぞれについて、平均船速ベクトルが白抜き矢印で描かれるとともに、最大船速誤差半径ｒｖ２，ｒｖ３が示されている。

自船の最大船速誤差半径ｒｖ２は、自船２の瞬間船速ベクトルのバラツキ（大きさのバラツキ及び方位のバラツキ）が大きくなる程、増加する。従って、最大船速誤差半径ｒｖ２は、自船２の瞬間船速ベクトルの方位のバラツキに応じて変化するパラメータであるということができる。同様に、他船３の最大船速誤差半径ｒｖ３は、他船３の瞬間船速ベクトルのバラツキ（大きさのバラツキ及び方位のバラツキ）が大きくなる程、増加する。従って、他船３の最大船速誤差半径ｒｖ３は、他船３の瞬間船速ベクトルの方位のバラツキに応じて変化するパラメータであるということができる。

船速バラツキ取得部２１は、得られた自船２及び他船３の最大船速誤差半径ｒｖ２，ｒｖ３を、ゾーン大きさ取得部４１に出力する。

図１のリスク評価位置計算部３１は、自船２と他船３との間で、自船２の行動を制約する他船３の将来位置を予測することにより、リスク評価位置を計算する。リスク評価位置は、将来の時刻における他船３の位置と一致するように定められ、自船２と他船３との衝突のリスクを評価する位置的基準となる。

リスク評価位置計算部３１は、他船３の将来位置を予測するにあたって、他船３が、現在の位置から、針路及び船速を一定に保ったまま移動すると仮定する。従って、他船３の将来の予測位置は、他船３の予定針路に沿って並ぶように位置する。

この仮定にあたって用いる他船３の船速ベクトルとしては、本実施形態では最新の瞬間船速ベクトルを用いているが、平均船速ベクトルを用いても良い。この場合、リスク評価位置計算部３１に、他船の平均船速ベクトルが船速バラツキ取得部２１から入力されることになる。

リスク評価位置計算部３１は、他船３について推定した予定針路に沿って適当な間隔で並ぶようにリスク評価位置を複数定め、それぞれのリスク評価位置を特定する情報を、ゾーン大きさ取得部４１及び衝突リスク計算部５１に出力する。図３には、定められたリスク評価位置の例が、小さな円形のマークで示されている。また、リスク評価位置計算部３１は、当該リスク評価位置に他船３が到達する予定時刻を併せて求め、この予定時刻をゾーン大きさ取得部４１及び衝突リスク計算部５１に出力する。

図１のゾーン大きさ取得部４１は、リスク評価位置計算部３１から入力されるリスク評価位置のそれぞれについて、衝突危険ゾーンの大きさを示すゾーン距離ｒｚを計算する。

以下、具体的に説明する。ゾーン大きさ取得部４１は、リスク評価位置計算部３１の計算により得られたリスク評価位置に自船２が到達するまでに必要な時間ｔ２を求める。

図３に示すように、与えられた複数のリスク評価位置から任意の１つを選び、これを注目評価位置と呼ぶ。この注目評価位置に自船２が到達するまでの時間ｔ２は、自船２の現在の位置から注目評価位置までの距離Ｌ２を、自船２の船速ベクトルの大きさで除することにより求めることができる。このときに用いる自船２の船速ベクトルとしては、本実施形態では最新の瞬間船速ベクトルを用いているが、平均船速ベクトルを用いても良い。

ゾーン大きさ取得部４１は、この時間ｔ２に、船速バラツキ取得部２１の計算により得られた自船２の最大船速誤差半径ｒｖ２を乗じた距離を求める。以下、この計算により得られた距離を、自船２の最大位置誤差半径ｒｐ２と呼ぶことがある。最大位置誤差半径ｒｐ２（＝ｒｖ２×ｔ２）は、自船２の瞬間船速のバラツキの影響による自船２の位置のバラツキ度合いを表した円（自船位置誤差円）の大きさを意味している。

ゾーン大きさ取得部４１は、注目評価位置に他船３が到達するまでに必要な時間ｔ３を求める。この時間ｔ３は、リスク評価位置計算部３１から入力される予定時刻に基づいて求めることができる。ただし、この時間ｔ３は、他船３の現在の位置から注目評価位置までの距離Ｌ３を、他船３の船速ベクトルの大きさで除することにより求めることができる。このときに用いる他船３の船速ベクトルとしては、本実施形態では最新の瞬間船速ベクトルを用いているが、平均船速ベクトルを用いても良い。

ゾーン大きさ取得部４１は、この時間ｔ３に、船速バラツキ取得部２１の計算により得られた他船３の最大船速誤差半径ｒｖ３を乗じた距離を求める。以下、この計算により得られた距離を、他船３の最大位置誤差半径ｒｐ３と呼ぶことがある。最大位置誤差半径ｒｐ３（＝ｒｖ３×ｔ３）は、他船３の瞬間船速のバラツキの影響による他船３の位置のバラツキ度合いを表した円（他船位置誤差円）の大きさを意味している。

自船２の最大位置誤差半径ｒｐ２は、自船２が現在の位置から注目評価位置までに到達するまでの時間ｔ２が長くなる程大きくなり、また、自船２の最大船速誤差半径ｒｖ２が大きくなる程大きくなる。同様に、他船３の最大位置誤差半径ｒｐ３は、他船３が現在の位置から注目評価位置までに到達するまでの時間ｔ３が長くなる程大きくなり、また、他船３の最大船速誤差半径ｒｖ３が大きくなる程大きくなる。

ゾーン大きさ取得部４１は、自船２の最大位置誤差半径ｒｐ２と、他船３の最大位置誤差半径ｒｐ３と、を比較して、大きい方の半径を、注目評価位置に関するゾーン距離ｒｚとする。図３の例では、ｒｐ２＜ｒｐ３であるため、ゾーン距離ｒｚは、他船３の最大位置誤差半径ｒｐ３に等しくなる。ゾーン距離ｒｚは、衝突危険ゾーンとして表示される円の大きさに相当する。

ゾーン距離ｒｚの計算は、リスク評価位置を１つずつ注目評価位置として選択しながら、全てのリスク評価位置について行われる。ゾーン大きさ取得部４１は、それぞれのリスク評価位置におけるゾーン距離ｒｚを、表示データ生成部７１に出力する。

衝突リスク計算部５１は、リスク評価位置計算部３１から入力されるリスク評価位置のそれぞれについて、当該リスク評価位置で自船２と他船３との衝突リスクを予測した衝突リスク値を計算する。

以下、具体的に説明する。まず、衝突リスク計算部５１は、リスク評価位置計算部３１の計算により得られたリスク評価位置に自船２が到達する予定時刻を求める。このとき、リスク評価位置計算部３１は、自船２が、現在時刻の時点でリスク評価位置に向けて変針し、変針前と同じ船速を保ったまま移動すると仮定する。この仮定にあたって用いる自船２の船速ベクトルとしては、本実施形態では最新の瞬間船速ベクトルを用いているが、平均船速ベクトルを用いても良い。また、衝突リスク計算部５１には、リスク評価位置に他船３が到達する予定時刻が、リスク評価位置計算部３１から入力される。

本実施形態では、リスク評価位置に自船２が到達するのと同時に、他船３が到達したとき、衝突が起こると考える。ただし、操船支援装置１に入力される自船２及び他船３の船速の誤差を考慮すれば、リスク評価位置に自船２が到達する時刻の確率密度分布、及び、他船３が到達する時刻の確率密度分布は、それぞれの到達予定時刻を中心とする正規分布に従う。そこで、自船２及び他船３が同時にリスク評価位置に到達する確率は、上記の２つの確率密度分布の積を時間積分することにより求めることができる。

衝突リスク計算部５１は、積分により得られた値を、衝突リスク値としてゾーン表示判定部６１に出力する。

ゾーン表示判定部６１は、それぞれのリスク判定位置についてＯＺＴを表示するか否かを、衝突リスク計算部５１から入力する衝突リスク値に基づいて判定する。具体的には、ゾーン表示判定部６１は、衝突リスク値が所定値以上である場合は、当該リスク判定位置にＯＺＴを表示すると判断し、所定値未満である場合は、ＯＺＴを表示しないと判断する。

表示データ生成部７１は、ゾーン表示判定部６１によってＯＺＴを表示すると判定したリスク判定位置のそれぞれについて、ゾーン大きさ取得部４１から入力したゾーン距離ｒｚを半径とする円を描画するための表示データを生成する。表示データ生成部７１は、生成した表示データを、適宜のインタフェースを介して表示装置５に出力する。

図４には、他船３の船速ベクトルの方位バラツキが小さい場合の、表示装置５におけるＯＺＴの表示例が示されている。ゾーン距離ｒｚはリスク判定位置に応じて異なるので、表示装置５に表示されるＯＺＴの円の大きさは場所に応じて変化する。他船３の瞬間船速ベクトルのバラツキが小さいため、ＯＺＴとして表示される図形である円は小さい。現時点までの他船３の瞬間船速ベクトルの方位が安定しているので、他船３から遠い位置にあるＯＺＴであっても、今後の短時間で位置が大きく変動する可能性は低いと考えることができる。

図５には、他船３の船速ベクトルの方位バラツキが大きい場合のＯＺＴの表示例が示されている。他船３の瞬間船速ベクトルのバラツキが大きいため、ＯＺＴとして表示される図形である円は大きい。現時点までの他船３の瞬間船速ベクトルの方位が不安定であるので、ＯＺＴの位置は今後も短時間で大きく変動する可能性が高いが、ユーザは、図５のように表示されるＯＺＴの円の大きさにより、ＯＺＴの位置が今後大きく変化し得ることを瞬時にかつ直感的に理解することができる。

本実施形態では、他船３の現在位置に近い位置のＯＺＴよりも、遠い位置のＯＺＴの方が、大きくなるように表示される。他船３の瞬間船速ベクトルのバラツキの影響によって、他船から遠いＯＺＴは近いＯＺＴよりも位置が不安定になることを考慮すると、このような表示とすることが合理的である。

比較のために、図６には、従来技術（上記の非特許文献１）における表示例が示されている。従来技術では、他船３の船速ベクトルの方位バラツキの大小にかかわらず、ＯＺＴとして表示される円の大きさは一定である。従って、表示されるＯＺＴの円の位置が安定であるか不安定であるかについては、ユーザは、表示されるＯＺＴの位置をある程度継続して観察することにより判断しなければならず、相当の熟練が必要になる。

このように、本実施形態では、自船２及び他船３の瞬間の船速ベクトルのバラツキ（特に、方位のバラツキ）を反映させた大きさで、ＯＺＴの図形が表示される。従って、ＯＺＴの位置が今後変動し易いのかそうでないかを、ユーザが現在の表示画面だけを見て容易に予測することができる。

図４及び図５では他船３の瞬間船速ベクトルのバラツキが小さい場合と大きい場合を説明したが、自船２の瞬間船速ベクトルのバラツキが大きい場合も、ＯＺＴとして表示される円の大きさは大きくなる。このように、本実施形態では、自船２及び他船３の両方について瞬間船速ベクトルのバラツキを考慮し、総合的に評価した大きさのＯＺＴを表示することができる。

なお、ゾーン距離ｒｚが小さ過ぎるとＯＺＴの見落としの原因となる一方、ゾーン距離ｒｚが大き過ぎるとＯＺＴの表示が混み合い過ぎて見にくくなるおそれもある。従って、ゾーン大きさ取得部４１は、計算により得られたゾーン距離ｒｚが所定の下限値を下回る場合は、ゾーン距離ｒｚを当該下限値とし、ゾーン距離ｒｚが所定の上限値を上回る場合は、ゾーン距離ｒｚを当該上限値とすることが好ましい。

以上に説明したように、本実施形態の操船支援装置１は、船舶データ取得部１１と、ゾーン大きさ取得部４１と、表示データ生成部７１と、を備える。船舶データ取得部１１は、少なくとも他船３について位置情報及び瞬間船速ベクトルを取得する。ゾーン大きさ取得部４１は、他船３について取得した複数の瞬時船速ベクトルの少なくとも方位のバラツキ度合いを評価するためのパラメータ（他船３の最大船速誤差半径ｒｖ３）を利用して、自船２と他船３の将来的な衝突の危険性があるＯＺＴのゾーンの大きさであるゾーン距離ｒｚを計算する。表示データ生成部７１は、ゾーン距離ｒｚを利用して、ＯＺＴを表示するための表示データを生成する。

これにより、少なくとも他船３の瞬時船速ベクトルのバラツキの度合いが大きい場合に、ＯＺＴを大きく表示することができる。従って、ＯＺＴの位置の安定性をユーザが直感的に予測し易い表示を実現することができる。

ＯＺＴの表示方法は様々であり、円の図形によらずに衝突危険ゾーンを表現することもできる。例えば図７の変形例に示すように、複数の円を結合させたような１つの図形としてＯＺＴを表示することができる。

図７の例では、自船２と他船３との衝突リスク値の変化に応じて、ＯＺＴのゾーン内の色が徐々に変化している（図７では、図面の表現の都合により、色の変化をハッチングの間隔の変化により表している）。どのような色で表示するかは任意であるが、例えば、衝突リスク値が大きくなるのに従って色が黒から赤へ徐々に変化するように表示することができる。これにより、ユーザは、衝突のリスクの増大及び減少傾向を、色の階調の細かい変化により容易に理解することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

瞬間船速ベクトルのバラツキ度合いを示すパラメータは、最大船速誤差半径ｒｖ２，ｒｖ３とすることに限られない。例えば、自船２又は他船３の船速ベクトルの２軸の成分の分散又は共分散を、バラツキ度合いのパラメータ（自船船速バラツキパラメータ又は他船船速バラツキパラメータ）とすることもできる。また、平均船速ベクトルの先端と、瞬間船速ベクトルの先端と、の距離の最大値を、瞬間船速ベクトルのバラツキ度合いのパラメータとすることもできる。

船速バラツキ取得部２１は、自船２及び他船３の瞬間船速ベクトルを極座標の形でバッファメモリに蓄積するように構成することもできる。この場合、例えば、船速バラツキ取得部２１は極座標の方位成分の分散を求め、ゾーン大きさ取得部４１は、この分散の大きさを複数段階（例えば、小、中、大の３段階）で判定し、判定結果に応じてＯＺＴの円の大きさを３段階で変化させるように構成することができる。この構成でも、簡易的ではあるが、自船２又は他船３の瞬間船速ベクトルのバラツキの大きさに応じてＯＺＴの表示の大きさを変化させることができる。この場合、自船２又は他船３について極座標で表された瞬間船速ベクトルの方位成分の分散が、船速バラツキパラメータに相当する。ＯＺＴの図形の大きさは、他船３（自船２）の現在位置からの距離に応じて増加させなくても良い。

船速バラツキ取得部２１は、自船２の瞬間船速ベクトルのバラツキを考慮せずに、他船３の瞬間船速ベクトルのバラツキを示す最大船速誤差半径ｒｖ３だけから、ゾーン距離ｒｚを求めても良い。

上記の実施形態において、過去の推移を考慮した代表的な自船の船速ベクトルとしては、蓄積した自船の瞬間船速ベクトルを平均して得られた平均船速ベクトルが用いられている。しかしながら、このような代表的な船速ベクトルは、平均船速ベクトル以外にも様々に考えられる。例えば、刻々と変化する自船の瞬間変速ベクトルを適宜のローパスフィルタに順次入力し、当該ローパスフィルタが出力する船速ベクトルを、自船の平均船速ベクトルの代わりに用いるように変更することができる。他船についても同様に、過去の推移を考慮した代表的な船速ベクトルとして、平均を求める以外の様々な方法で求めた船速ベクトルを用いるように変更することができる。

上記の実施形態において、ゾーン大きさ取得部４１は、リスク評価位置にＯＺＴを表示するか否かを問わず、ゾーン距離ｒｚを計算している。これに代えて、ゾーン表示判定部６１においてＯＺＴを表示すると判定したリスク評価位置においてだけ、ゾーン距離ｒｚを計算しても良い。

ゾーン距離ｒｚは、他船の最大位置誤差半径ｒｐ２と、自船の最大位置誤差半径ｒｐ３と、の最大値とすることに代えて、例えば、２つの最大位置誤差半径ｒｐ２，ｒｐ３の平均値としても良い。

他船３の位置及び船速は、レーダ装置のＴＴ機能に代えて、ＡＩＳ装置により取得することもできる。

リスク評価位置における衝突リスク値は、衝突の危険性の大小を評価できる値であれば良く、衝突確率密度分布を積分して求める以外の方法でも得ることができる。例えば、当該リスク評価位置に他船３が到達する時刻を求めるとともに、当該時刻での自船２の予測位置を示す円（予測円）を求め、リスク評価位置と予測円との最小距離を衝突リスク値として求めても良い。

操船支援装置１が、表示装置５を一体的に備えていても良い。

１ 操船支援装置（表示データ生成装置）
２ 自船
３ 他船
１１ 情報取得部
４１ ゾーン大きさ取得部
７１ 表示データ生成部

用語

必ずしも全ての目的または効果・利点が、本明細書中に記載される任意の特定の実施形態に則って達成され得るわけではない。従って、例えば当業者であれば、特定の実施形態は、本明細書中で教示または示唆されるような他の目的または効果・利点を必ずしも達成することなく、本明細書中で教示されるような1つまたは複数の効果・利点を達成または最適化するように動作するように構成され得ることを想到するであろう。

本明細書中に記載される全ての処理は、1つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサを含むコンピューティングシステムによって実行されるソフトウェアコードモジュールにより具現化され、完全に自動化され得る。コードモジュールは、任意のタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体または他のコンピュータ記憶装置に記憶することができる。一部または全ての方法は、専用のコンピュータハードウェアで具現化され得る。

本明細書中に記載されるもの以外でも、多くの他の変形例があることは、本開示から明らかである。例えば、実施形態に応じて、本明細書中に記載されるアルゴリズムのいずれかの特定の動作、イベント、または機能は、異なるシーケンスで実行することができ、追加、併合、または完全に除外することができる (例えば、記述された全ての行為または事象がアルゴリズムの実行に必要というわけではない)。さらに、特定の実施形態では、動作またはイベントは、例えば、マルチスレッド処理、割り込み処理、または複数のプロセッサまたはプロセッサコアを介して、または他の並列アーキテクチャ上で、逐次ではなく、並列に実行することができる。さらに、異なるタスクまたはプロセスは、一緒に機能し得る異なるマシンおよび/またはコンピューティングシステムによっても実行され得る。

本明細書中に開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的論理ブロックおよびモジュールは、プロセッサなどのマシンによって実施または実行することができる。プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替的に、プロセッサは、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシン、またはそれらの組み合わせなどであってもよい。プロセッサは、コンピュータ実行可能命令を処理するように構成された電気回路を含むことができる。別の実施形態では、プロセッサは、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、またはコンピュータ実行可能命令を処理することなく論理演算を実行する他のプログラマブルデバイスを含む。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、デジタル信号プロセッサ(デジタル信号処理装置)とマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと組み合わせた1つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装することができる。本明細書中では、主にデジタル技術に関して説明するが、プロセッサは、主にアナログ素子を含むこともできる。例えば、本明細書中に記載される信号処理アルゴリズムの一部または全部は、アナログ回路またはアナログとデジタルの混合回路により実装することができる。コンピューティング環境は、マイクロプロセッサ、メインフレームコンピュータ、デジタル信号プロセッサ、ポータブルコンピューティングデバイス、デバイスコントローラ、または装置内の計算エンジンに基づくコンピュータシステムを含むが、これらに限定されない任意のタイプのコンピュータシステムを含むことができる。

特に明記しない限り、「できる」「できた」「だろう」または「可能性がある」などの条件付き言語は、特定の実施形態が特定の特徴、要素および/またはステップを含むが、他の実施形態は含まないことを伝達するために一般に使用される文脈内での意味で理解される。従って、このような条件付き言語は、一般に、特徴、要素および/またはステップが1つ以上の実施形態に必要とされる任意の方法であること、または1つ以上の実施形態が、これらの特徴、要素および/またはステップが任意の特定の実施形態に含まれるか、または実行されるかどうかを決定するための論理を必然的に含むことを意味するという訳ではない。

語句「X、Y、Zの少なくとも1つ」のような選言的言語は、特に別段の記載がない限り、項目、用語等が X, Y, Z、のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせであり得ることを示すために一般的に使用されている文脈で理解される(例: X、Y、Z)。従って、このような選言的言語は、一般的には、特定の実施形態がそれぞれ存在するXの少なくとも1つ、Yの少なくとも1つ、またはZの少なくとも1つ、の各々を必要とすることを意味するものではない。

本明細書中に記載されかつ/または添付の図面に示されたフロー図における任意のプロセス記述、要素またはブロックは、プロセスにおける特定の論理機能または要素を実装するための1つ以上の実行可能命令を含む、潜在的にモジュール、セグメント、またはコードの一部を表すものとして理解されるべきである。代替の実施形態は、本明細書中に記載された実施形態の範囲内に含まれ、ここでは、要素または機能は、当業者に理解されるように、関連する機能性に応じて、実質的に同時にまたは逆の順序で、図示または説明されたものから削除、順不同で実行され得る。

特に明示されていない限り、「一つ」のような数詞は、一般的に、1つ以上の記述された項目を含むと解釈されるべきである。従って、「〜するように設定された一つのデバイス」などの語句は、1つ以上の列挙されたデバイスを含むことを意図している。このような1つまたは複数の列挙されたデバイスは、記載された引用を実行するように集合的に構成することもできる。例えば、「以下のA、BおよびCを実行するように構成されたプロセッサ」は、Aを実行するように構成された第1のプロセッサと、BおよびCを実行するように構成された第2のプロセッサとを含むことができる。加えて、導入された実施例の具体的な数の列挙が明示的に列挙されたとしても、当業者は、このような列挙が典型的には少なくとも列挙された数(例えば、他の修飾語を用いない「2つの列挙と」の単なる列挙は、通常、少なくとも2つの列挙、または2つ以上の列挙を意味する)を意味すると解釈されるべきである。

一般に、本明細書中で使用される用語は、一般に、「非限定」用語(例えば、「〜を含む」という用語は「それだけでなく、少なくとも〜を含む」と解釈すべきであり、「〜を持つ」という用語は「少なくとも〜を持っている」と解釈すべきであり、「含む」という用語は「以下を含むが、これらに限定されない。」などと解釈すべきである。) を意図していると、当業者には判断される。

説明の目的のために、本明細書中で使用される「水平」という用語は、その方向に関係なく、説明されるシステムが使用される領域の床の平面または表面に平行な平面、または説明される方法が実施される平面として定義される。「床」という用語は、「地面」または「水面」という用語と置き換えることができる。「垂直/鉛直」という用語は、定義された水平線に垂直/鉛直な方向を指します。「上側」「下側」「下」「上」「側面」「より高く」「より低く」「上の方に」「〜を越えて」「下の」などの用語は水平面に対して定義されている。

本明細書中で使用される用語の「付着する」、「接続する」、「対になる」及び他の関連用語は、別段の注記がない限り、取り外し可能、移動可能、固定、調節可能、及び/または、取り外し可能な接続または連結を含むと解釈されるべきである。接続/連結は、直接接続及び/または説明した2つの構成要素間の中間構造を有する接続を含む。

特に明示されていない限り、本明細書中で使用される、「およそ」、「約」、および「実質的に」のような用語が先行する数は、列挙された数を含み、また、さらに所望の機能を実行するか、または所望の結果を達成する、記載された量に近い量を表す。例えば、「およそ」、「約」及び「実質的に」とは、特に明示されていない限り、記載された数値の10%未満の値をいう。本明細書中で使用されているように、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語が先行して開示されている実施形態の特徴は、さらに所望の機能を実行するか、またはその特徴について所望の結果を達成するいくつかの可変性を有する特徴を表す。

上述した実施形態には、多くの変形例および修正例を加えることができ、それらの要素は、他の許容可能な例の中にあるものとして理解されるべきである。そのような全ての修正および変形は、本開示の範囲内に含まれることを意図し、以下の特許請求の範囲によって保護される。

Claims (8)

1. 自船及び他船の位置情報及び瞬間船速ベクトルを取得する情報取得部と、
   前記他船について取得した複数の瞬間船速ベクトルの少なくとも方位のバラツキ度合いを評価するための他船船速バラツキパラメータを利用して、前記自船と前記他船の将来的な衝突の危険性があるＯＺＴのゾーンの大きさを取得するゾーン大きさ取得部と、
   前記ゾーンの大きさを利用して、前記ＯＺＴを表示するための表示データを生成する表示データ生成部と、
   を備えることを特徴とする表示データ生成装置。
2. 請求項１に記載の表示データ生成装置であって、
   前記ゾーン大きさ取得部が取得する前記ゾーンの大きさは、前記他船の予測針路上において、当該他船に近い位置の前記ゾーンよりも遠い位置の前記ゾーンの方が大きくなることを特徴とする表示データ生成装置。
3. 請求項２に記載の表示データ生成装置であって、
   前記他船船速バラツキパラメータは、前記他船の瞬間船速ベクトルの先端が所定の確率又は所定以上の確率で内部に含まれる他船船速誤差円の大きさとして求められ、
   前記ゾーン大きさ取得部は、前記ＯＺＴの表示／非表示を判定する位置的基準として前記他船の予測針路上に複数定められたリスク評価位置に前記他船が到達するのに必要な時間と、前記他船船速誤差円の大きさと、に基づいて、他船位置誤差円の大きさを求め、前記他船位置誤差円に基づいて前記ゾーンの大きさを取得することを特徴とする表示データ生成装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の表示データ生成装置であって、
   前記ゾーン大きさ取得部は、前記自船について取得した複数の瞬間船速ベクトルのバラツキ度合いを評価するための自船船速バラツキパラメータを考慮して、前記ゾーンの大きさを計算により取得することを特徴とする表示データ生成装置。
5. 請求項４に記載の表示データ生成装置であって、
   前記自船船速バラツキパラメータは、前記自船の瞬間船速ベクトルの先端が所定の確率又は所定以上の確率で内部に含まれる自船船速誤差円の大きさとして求められ、
   前記ゾーン大きさ取得部は、前記ＯＺＴの表示／非表示を判定する位置的基準として前記他船の予測針路上に複数定められたリスク評価位置に前記自船が到達するのに必要な時間と、前記自船船速誤差円の大きさと、に基づいて、自船位置誤差円の大きさを求め、前記自船位置誤差円に基づいて前記ゾーンの大きさを取得することを特徴とする表示データ生成装置。
6. 請求項５に記載の表示データ生成装置であって、
   前記他船船速バラツキパラメータは、前記他船の瞬間船速ベクトルの先端が所定の確率又は所定以上の確率で内部に含まれる他船船速誤差円の大きさとして求められ、
   前記ゾーン大きさ取得部は、前記リスク評価位置に前記他船が到達するのに必要な時間と、前記他船船速誤差円の大きさと、に基づいて、他船位置誤差円の大きさを求め、
   前記ゾーン大きさ取得部は、前記リスク評価位置における前記他船位置誤差円及び前記自船位置誤差円のうち大きい方に基づいて、前記ゾーンの大きさを取得することを特徴とする表示データ生成装置。
7. 請求項１から６までの何れか一項に記載の表示データ生成装置であって、
   前記ゾーンの大きさは、予め定められた下限値以上、かつ、予め定められた上限値以下であることを特徴とする表示データ生成装置。
8. 請求項１から７までの何れか一項に記載の表示データ生成装置であって、
   前記表示データ生成部は、前記自船と前記他船との衝突リスクの変化に応じて前記ＯＺＴの色が徐々に変化する表示データを生成することを特徴とする表示データ生成装置。

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