WO2022113610A1 - 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム - Google Patents

船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2022113610A1
WO2022113610A1 PCT/JP2021/039448 JP2021039448W WO2022113610A1 WO 2022113610 A1 WO2022113610 A1 WO 2022113610A1 JP 2021039448 W JP2021039448 W JP 2021039448W WO 2022113610 A1 WO2022113610 A1 WO 2022113610A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ship
course
current position
risk value
change
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/039448
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真 芳永
Original Assignee
古野電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 古野電気株式会社 filed Critical 古野電気株式会社
Priority to JP2022565132A priority Critical patent/JPWO2022113610A1/ja
Publication of WO2022113610A1 publication Critical patent/WO2022113610A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G3/00—Traffic control systems for marine craft
    • G08G3/02—Anti-collision systems

Definitions

  • the present invention relates to a ship monitoring system, a ship monitoring method, an information processing device, and a program.
  • Non-Patent Document 1 a collision warning such as a CPA warning that issues an alarm when the distance and time of the CPA (Closest Point of Approach) falls below the threshold value is known. Further, a method of displaying a dangerous area such as OZT (Obstacle Zone by Target) is also known (see Non-Patent Document 1).
  • the risk value is calculated on the assumption that both the own ship and the other ship go straight, and the change of course of the own ship and the other ship is not taken into consideration. Further, in the conventional method of displaying the danger area, the risk value is calculated on the assumption that the other ship goes straight, and the change of the course of the other ship is not taken into consideration.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is a ship monitoring system, a ship monitoring method, an information processing device, and a ship monitoring system capable of visualizing a collision risk in consideration of a change of course of a ship. To provide a program.
  • the ship monitoring system includes the current position of the first ship, the course and speed at the current position, and the current position of the second ship, the course and the ship at the current position.
  • the acquisition unit for acquiring the speed
  • the determination point setting unit for setting the determination point
  • the first change course for the first vessel to change the course from the current position to the determination point
  • the second is provided with a risk value calculation unit for calculating the collision risk value between the first ship and the second ship.
  • the current position of the first ship, the course and the ship speed at the current position, and the current position of the second ship, the course and the ship speed at the current position are acquired.
  • the collision risk value between the first vessel and the second vessel is calculated based on the first change route and the change route of the second vessel, assuming a second change route for navigating.
  • the information processing apparatus of another aspect of the present invention acquires the current position of the first ship, the course and the ship speed at the current position, and the current position of the second ship, the course and the ship speed at the current position.
  • the first ship and the first ship are based on the course change route prediction unit assuming the second course change route that navigates by changing the course to the determination point from the starting point, and the first change course and the change course of the second ship.
  • a risk value calculation unit for calculating a collision risk value of a ship is provided.
  • the program of another aspect of the present invention is an acquisition unit that acquires the current position of the first ship, the course and the ship speed at the current position, and the current position of the second ship, the course and the ship speed at the current position.
  • the determination point setting unit for setting the determination point, the first course changing course in which the first vessel changes course from the current position to the determination point, and the second vessel starts from the current position.
  • the computer functions as a risk value calculation unit that calculates a collision risk value.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the ship monitoring system 100 according to the embodiment.
  • the ship monitoring method according to the embodiment is realized in the ship monitoring system 100.
  • the ship monitoring system 100 is a system for monitoring ships mounted on the ship and existing in the surroundings.
  • the ship equipped with the ship monitoring system 100 is an example of the first ship, and is referred to as "own ship” in the following description. Further, the ship existing around the own ship is an example of the second ship, and is referred to as “another ship” in the following description.
  • speed is a vector quantity representing speed and direction (so-called ship speed vector), and "speed” is a scalar quantity.
  • the ship monitoring system 100 includes an information processing device 1, a display unit 2, a radar 3, an AIS4, a GNSS receiver 5, a gyro compass 6, an ECDIS7, and an alarm unit 8. These devices are connected to a network N such as a LAN, and can communicate with each other via a network.
  • a network N such as a LAN
  • the information processing device 1 is a computer including a CPU, RAM, ROM, non-volatile memory, an input / output interface, and the like.
  • the CPU of the information processing apparatus 1 executes information processing according to a program loaded from the ROM or the non-volatile memory into the RAM.
  • the program may be supplied via an information storage medium such as an optical disk or a memory card, or may be supplied via a communication network such as the Internet or a LAN.
  • the display unit 2 is, for example, a display device with a touch sensor.
  • the touch sensor detects the position indicated on the screen by a finger or the like. Not limited to the touch sensor, the indicated position may be input by a trackball or the like.
  • Radar 3 emits radio waves around its own ship, receives the reflected waves, and generates echo data based on the received signals. Further, the radar 3 identifies the target from the echo data and generates target tracking data (TT data) indicating the position and speed of the target.
  • TT data target tracking data
  • AIS Automatic Identification System 4 receives AIS data from other ships or land controls existing around its own ship. Not limited to AIS, VDES (VHFDataExchangeSystem) may be used.
  • the AIS data includes the positions and speeds of other ships.
  • the GNSS receiver 5 detects the position of its own ship based on the radio waves received from the GNSS (Global Navigation Satellite System).
  • the gyro compass 6 detects the direction of the ship. Not limited to the gyro compass, a GPS compass or a magnetic compass may be used.
  • ECDIS Electronic Chart Display and Information System 7 acquires the position of its own ship from the GNSS receiver 5 and displays the position of its own ship on an electronic chart.
  • the ECDIS 7 also displays the planned route of the ship on the electronic chart.
  • a GNSS plotter may be used.
  • the alarm unit 8 issues an alarm when there is a risk that the own ship will collide with another ship.
  • the alarm unit 8 may be, for example, an alarm by display, or an alarm by sound or light.
  • the display alarm may be given by the display unit 2. That is, the display unit 2 may also serve as the alarm unit 8.
  • the information processing device 1 is an independent device, but the information processing device 1 is not limited to this, and may be integrated with other devices such as ECDIS 7. That is, the functional unit of the information processing device 1 may be realized by another device such as ECDIS 7.
  • the display unit 2 is also an independent device, but the present invention is not limited to this, and the display unit of another device such as ECDIS 7 may be used as the display unit 2 for displaying the image generated by the information processing device 1. ..
  • the set of the GNSS receiver 5 and the ECDIS 7 is an example of the first data generation unit, and generates the own ship data representing the position and speed of the own ship. Specifically, the GNSS receiver 5 detects the position of the own ship, and the ECDIS 7 detects the speed of the own ship from the time change of the position of the own ship.
  • the speed of the own ship may be detected based on the direction of the own ship detected by the gyro compass 6 and the speed of the own ship detected by the speedometer (not shown).
  • the radar 3 or AIS4 is an example of the second data generation unit, and generates data of another ship representing the position and speed of another ship.
  • the TT data generated by the radar 3 corresponds to the data of another ship.
  • the AIS data generated by AIS4 also corresponds to the data of other ships.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of another ship management database built in the memory of the information processing device 1.
  • Other ship data generated by radar 3 or AIS4 is registered in the other ship management database.
  • the other ship management database includes fields such as "other ship identifier”, "position”, “speed”, and "direction”.
  • the positions and directions of other ships detected by the radar 3 are converted to the same coordinate system as GNSS.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the information processing apparatus 1 according to the embodiment, which realizes the ship monitoring method according to the embodiment.
  • the information processing apparatus 1 includes another ship prediction route setting unit 11, a determination point setting unit 11, a needle change route prediction unit 12, a risk value calculation unit 13, and a display control unit 14. These functional units are realized by the CPU of the information processing apparatus 1 executing information processing according to a program.
  • the information processing device 1 assumes that the own ship and the other ship change their needles toward each of the plurality of determination points arranged two-dimensionally and proceed based on the own ship data and the other ship data. A risk value indicating the risk of collision between the own ship and another ship is calculated at each of the plurality of determination points (see FIGS. 5A and 5B).
  • the determination point setting unit 11 sets a determination point for calculating the risk value. Specifically, the determination point setting unit 11 sets a plurality of determination points having different positions from each other. For example, the determination point setting unit 11 sets a plurality of determination points arranged two-dimensionally.
  • the course change route prediction unit 12 assumes the own ship's course change route in which the own ship maintains the ship speed at the current position starting from the current position and changes the course to the determination point, and another ship uses the current position as the starting point. It is assumed that another ship changes course while maintaining the ship speed at the current position and changing course to the determination point.
  • the risk value calculation unit 13 calculates the collision risk value between the own ship and the other ship based on the change route of the own ship and the change route of the other ship. Specifically, the risk value calculation unit 13 calculates the collision risk value for each of the plurality of determination units.
  • the risk value calculation unit 13 may calculate the risk value by using the weighting according to the course change angle that changes the course toward the determination point of the other ship. For example, the weighting becomes smaller as the course change angle becomes larger with respect to the course at the current position of another ship.
  • weighting parameters used for calculating the risk value are stored, for example, in the form of a table or a mathematical formula.
  • the weighting has a size according to the positional relationship with the other ship (see FIG. 7), and is given to the surroundings based on the current position of the other ship (details will be described later).
  • the display control unit 14 displays the risk values calculated at the plurality of determination points numerically at the positions corresponding to the positions of the determination points on the electronic chart, or displays the risk values corresponding to the numerical values.
  • the display control unit 14 displays a risk map showing the distribution of the risk values calculated at each of the plurality of determination points on the display unit 2 (see FIG. 5C).
  • the display control unit 14 indicates the positions of the own ship and the other ship in the risk map, and arranges a tile HM that expresses the risk value by color, shading, or the like at the position of the determination point.
  • FIG. 4 is a diagram showing a procedure example of the ship monitoring method according to the embodiment.
  • the information processing apparatus 1 executes the process shown in the figure according to a program.
  • 5A and 5B are diagrams for explaining a calculation example of a risk value
  • FIG. 5C is a diagram showing a display example of a risk map.
  • the information processing device 1 acquires own ship data and other ship data (S11: processing as an acquisition unit).
  • the information processing apparatus 1 sets a plurality of determination points (S12: determination point setting unit 11).
  • the plurality of determination points are two-dimensionally arranged in the virtual space together with the own ship and other ships. For example, as shown in FIG. 5A, the plurality of determination points are arranged so as to spread radially around the own ship. Not limited to this, a plurality of determination points may be arranged in a grid pattern. Not limited to this, as shown in FIG. 6, only one determination point may be set.
  • the information processing device 1 acquires the weighting (S13).
  • the weighting has a magnitude corresponding to the change angle of the other ship from the current direction. Specifically, the weight increases as the needle change angle from the current direction of the other ship decreases, and decreases as the needle change angle increases.
  • the weights have a normal distribution centered on the current direction of the other vessel. The width of the distribution becomes wider as it goes toward the course of other ships.
  • the information processing device 1 assigns a weight of a size according to the positional relationship with another ship to each determination point based on the current position of the other ship. For example, the maximum weight is given to the judgment point on the course from the current position of another ship to the current direction, and the judgment point located outside the course is given a smaller weight as the distance from the course increases. To.
  • the information processing apparatus 1 calculates a risk value when the own ship and another ship change their course toward one of the determination points and proceed, and associates the calculated risk value with the determination point (S14, S15). : Processing as a course change route prediction unit 12 and a risk value calculation unit 13).
  • the calculation of the risk value is performed on the assumption that both the own ship and the other ship change their needles toward the judgment point at the current position and proceed toward the judgment point while maintaining the speed. ..
  • the speeds of the own ship and other ships are not limited to constant, and may be assumed to change with time. For example, the speed of the ship may gradually increase or decrease over time.
  • the risk value is expressed by the existence probability that the own ship and another ship exist at the judgment point at the same time, for example.
  • the risk value may be expressed by the distance between the predicted position of the own ship and the predicted position of another ship at the same point. Further, the risk value may be calculated according to the distance and time of the CPA (Closest Point of Approach).
  • the weighting given to the judgment points is also used to calculate the risk value.
  • the risk value obtained by the above method is multiplied by a weighting in the range of 0 or more and 1 or less to correct the risk value, and the corrected risk value is calculated as the risk value associated with the determination point.
  • the use of weighting is not essential.
  • the information processing apparatus 1 repeats the processes of S14 to S15 until the risk values are calculated for all the determination points (S16: NO), and when the risk values are calculated for all the determination points (S16: YES), each determination is made. Outputs the risk value associated with the point and ends the predetermined.
  • the information processing device 1 executes the processes of S13 to S16 for each of the plurality of other ships.
  • the information processing apparatus 1 creates a risk map showing the distribution of the calculated risk values of each determination point, and displays the risk map on the display unit 2.
  • the information processing apparatus 1 expresses the magnitude of the risk value by arranging tile HMs that are closer to red or have a higher density as the risk value of the determination point is higher (so-called heat map display).
  • the tile HM is compared with the conventional method of displaying the danger area such as OZT (Obstacle Zone by Target).
  • OZT Obstacle Zone by Target
  • the display of the collision risk due to the above is expanded and displayed in the width direction orthogonal to the course direction of the other ship. That is, it is possible to visualize the collision risk not only in the course direction of another ship but also in the width direction.
  • the collision risk is displayed by the tile HM. It is possible to visualize the collision risk that could not be noticed by the conventional method of displaying the danger area.
  • the weighting may be determined based on the preference model representing the preference of maneuvering as shown in FIG.
  • the preference model is a model in which the needle change angle, the rate of change in speed, and the preference for maneuvering are related to each other.
  • the center of the needle change angle represents the current direction of another ship.
  • 0 represents the maintenance of speed and 1 represents the stop.
  • the preference has a magnitude corresponding to the change angle of the other ship from the current direction, similar to the weight having a normal distribution shown in FIG. Further, the preference is greater as the rate of change in speed is smaller, and is smaller as the rate of change in speed is larger.
  • the information processing device 1 uses the preference model to determine the weight based on the preference estimated from the needle change angle from the current direction of another ship.
  • the preference is set, for example, in the range of 0 or more and 1 or less, and may be used as it is as a weight.
  • FIG. 10A is a diagram showing the relationship between TCPA (Time to Closest Point of Approach) and a risk coefficient.
  • FIG. 10B is a diagram showing the relationship between the elapsed time and the risk value.
  • FIG. 11 is a diagram showing a display example of a risk map.
  • the risk factor for other ships passing through the bumper region gradually increases as TCPA decreases toward 0, and when TCPA becomes 0, that is, the point where the own ship is closest to the other ship. When it reaches, it becomes the maximum of 1.
  • the risk factor drops sharply to 0.
  • the risk value of the collision also gradually increases with the passage of time, and when the own ship exceeds the time point ML closest to the other ship, it suddenly drops to 0, so that the tile HM is at the time point ML.
  • the display is unnatural because it is interrupted by a line.
  • the information processing apparatus 1 calculates a risk value larger than 0 even if TCPA is less than 0.
  • the bumper region is set so that the risk factor has a value larger than 0 even if TCPA becomes smaller than 0.
  • the bumper area is extended to the negative range by TCPA.
  • the risk factor gradually decreases from 1 and reaches 0, for example, as TCPA decreases from 0.
  • the collision risk value does not suddenly become 0 even if the time point ML when the own ship approaches the other ship is exceeded, but gradually decreases and reaches 0. Therefore, as shown in FIG. 11, the tile HM representing the collision risk of the risk map is not interrupted by the line of the time point ML, and the risk value gradually decreases when the line of the time point ML is crossed. This eliminates the unnatural display.
  • the ship monitoring system includes a first data generation unit that generates first ship data representing the position and speed of the first ship, and a second data generation unit that generates second ship data representing the position and speed of the second ship. Based on the first ship data and the second ship data, it is assumed that the first ship and the second ship change their needles toward each of a plurality of two-dimensionally arranged determination points and proceed. At that time, the risk value calculation unit that calculates the risk value representing the risk of the first ship and the second ship colliding with each of the plurality of determination points, and the said calculation calculated at each of the plurality of determination points.
  • a display unit for displaying a risk map showing the distribution of risk values is provided.
  • the risk value calculation unit may calculate the risk value by using the weight according to the change angle of the second ship from the current direction.
  • the weight may be smaller as the needle change angle of the second vessel from the current direction is larger.
  • the risk value calculation unit uses a model in which the needle change angle, the rate of change in speed, and the preference for maneuvering are associated with each other, and the ship maneuvering is estimated from the needle change angle from the current direction of the second ship.
  • the weight may be calculated according to the preference of.
  • 1 information processing device 2 display unit, 3 radar, 4 AIS, 5 GNSS receiver, 6 gyro compass, 7 ECDIS, 8 alarm unit, 11 judgment point setting unit, 12 needle change route prediction unit, 13 risk value calculation unit, 14 Display control unit, 100 ship monitoring system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

【課題】両方の船舶の変針を考慮した衝突リスクを可視化することが可能な船舶監視シス テムを提供する。 【解決手段】船舶監視システムは、第１船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船 速と、第２船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速とを取得する取得部と、判 定点を設定する判定点設定部と、前記第１船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に 針路を変えて航行する第１変針航路と、前記第２船舶が前記現在位置を起点として前記判 定点に針路を変えて航行する第２変針航路を想定する変針航路予測部と、前記第１変針航 路と前記第２船舶の変針航路とに基づいて、前記第１船舶と第２船舶の衝突リスク値を算 出するリスク値算出部と、を備える。

Description

船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム
　本発明は、船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラムに関する。
　従来、船舶同士が衝突するリスクを評価する種々の手法が存在する。例えば、ＣＰＡ（Closest Point of Approach）の距離及び時間が閾値を下回った場合に警報を発報するＣＰＡ警報等の衝突警報が知られている。また、ＯＺＴ（Obstacle Zone by Target）等の危険エリアを表示する手法も知られている（非特許文献１参照）。
今津隼馬，福戸淳司，沼野正義，"相手船による妨害ゾーンとその表示について"，日本航海学会論文集，2002年，Vol.107，p.191-197
　ところで、従来の衝突警報では、自船及び他船の両方が直進するとの仮定のもとでリスク値の計算が行われており、自船及び他船の変針が考慮されていない。また、従来の危険エリアを表示する手法では、他船が直進するとの仮定のもとでリスク値の計算が行われており、他船の変針が考慮されていない。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、船舶の変針を考慮した衝突リスクを可視化することが可能な、船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラムを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の一の態様の船舶監視システムは、第１船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速と、第２船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速とを取得する取得部と、判定点を設定する判定点設定部と、前記第１船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第１変針航路と、前記第２船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第２変針航路を想定する変針航路予測部と、前記第１変針航路と前記第２船舶の変針航路とに基づいて、前記第１船舶と第２船舶の衝突リスク値を算出するリスク値算出部と、を備える。
　また、本発明の他の態様の船舶監視方法は、第１船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速と、第２船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速とを取得し、判定点を設定し、前記第１船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第１変針航路と、前記第２船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第２変針航路を想定し、前記第１変針航路と前記第２船舶の変針航路とに基づいて、前記第１船舶と第２船舶の衝突リスク値を算出する。
　また、本発明の他の態様の情報処理装置は、第１船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速と、第２船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速とを取得する取得部と、判定点を設定する判定点設定部と、前記第１船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第１変針航路と、前記第２船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第２変針航路を想定する変針航路予測部と、前記第１変針航路と前記第２船舶の変針航路とに基づいて、前記第１船舶と第２船舶の衝突リスク値を算出するリスク値算出部と、を備える。
　また、本発明の他の態様のプログラムは、第１船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速と、第２船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速とを取得する取得部、判定点を設定する判定点設定部、前記第１船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第１変針航路と、前記第２船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第２変針航路を想定する変針航路予測部、及び、前記第１変針航路と前記第２船舶の変針航路とに基づいて、前記第１船舶と第２船舶の衝突リスク値を算出するリスク値算出部、としてコンピュータを機能させる。
　本発明によれば、船舶の変針を考慮した衝突リスクを可視化することが可能となる。
実施形態に係る船舶監視システムの構成例を示す図である。 他船管理データベースの例を示す図である。 実施形態に係る情報処理装置の構成例を示す図である。 実施形態に係る船舶監視方法の手順例を示す図である。 リスク値の計算例を説明するための図である。 リスク値の計算例を説明するための図である。 リスクマップの表示例を示す図である。 リスク値の計算例を説明するための図である。 重みパラメータを説明するための図である。 リスクマップの表示例を示す図である。 好ましさモデルを説明するための図である。 ＴＣＰＡとリスク係数の関係を示す図である。 時間とリスク値の関係を示す図である。 リスクマップの表示例を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、実施形態に係る船舶監視システム１００の構成例を示すブロック図である。実施形態に係る船舶監視方法は、船舶監視システム１００において実現される。船舶監視システム１００は、船舶に搭載され、周囲に存在する船舶を監視するためのシステムである。
　船舶監視システム１００が搭載された船舶は、第１船舶の例であり、以下の説明では「自船」という。また、自船の周囲に存在する船舶は、第２船舶の例であり、以下の説明では「他船」という。
　また、以下の説明において、「速度」は速さと方位を表すベクトル量（いわゆる、船速ベクトル）であるとし、「速さ」はスカラー量であるとする。
　船舶監視システム１００は、情報処理装置１、表示部２、レーダー３、ＡＩＳ４、ＧＮＳＳ受信機５、ジャイロコンパス６、ＥＣＤＩＳ７、及び警報部８を備えている。これらの機器は、例えばＬＡＮ等のネットワークＮに接続されており、相互にネットワーク通信が可能である。
　情報処理装置１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、及び入出力インターフェース等を含むコンピュータである。情報処理装置１のＣＰＵは、ＲＯＭ又は不揮発性メモリからＲＡＭにロードされたプログラムに従って情報処理を実行する。
　プログラムは、例えば光ディスク又はメモリカード等の情報記憶媒体を介して供給されてもよいし、例えばインターネット又はＬＡＮ等の通信ネットワークを介して供給されてもよい。
　表示部２は、例えばタッチセンサ付き表示装置である。タッチセンサは、指等による画面内の指示位置を検出する。タッチセンサに限らず、トラックボール等により指示位置が入力されてもよい。
　レーダー３は、自船の周囲に電波を発するとともにその反射波を受信し、受信信号に基づいてエコーデータを生成する。また、レーダー３は、エコーデータから物標を識別し、物標の位置及び速度を表す物標追跡データ（ＴＴデータ）を生成する。
　ＡＩＳ（Automatic Identification System）４は、自船の周囲に存在する他船又は陸上の管制からＡＩＳデータを受信する。ＡＩＳに限らず、ＶＤＥＳ（VHF Data Exchange System）が用いられてもよい。ＡＩＳデータは、他船の位置及び速度等を含んでいる。
　ＧＮＳＳ受信機５は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）から受信した電波に基づいて自船の位置を検出する。ジャイロコンパス６は、自船の方位を検出する。ジャイロコンパスに限らず、ＧＰＳコンパス又は磁気コンパスが用いられてもよい。
　ＥＣＤＩＳ（Electronic Chart Display and Information System）７は、ＧＮＳＳ受信機５から自船の位置を取得し、電子海図上に自船の位置を表示する。また、ＥＣＤＩＳ７は、電子海図上に自船の予定航路も表示する。ＥＣＤＩＳに限らず、ＧＮＳＳプロッタが用いられてもよい。
　警報部８は、自船が他船と衝突するリスクがある場合に警報を発報する。警報部８は、例えば表示による警報であってもよいし、音又は光による警報であってもよい。表示による警報は、表示部２において行われてもよい。すなわち、表示部２が警報部８を兼ねてもよい。
　本実施形態において、情報処理装置１は独立した装置であるが、これに限らず、ＥＣＤＩＳ７等の他の装置と一体であってもよい。すなわち、情報処理装置１の機能部がＥＣＤＩＳ７等の他の装置で実現されてもよい。
　また、表示部２も独立した装置であるが、これに限らず、ＥＣＤＩＳ７等の他の装置の表示部が、情報処理装置１により生成された画像を表示する表示部２として用いられてもよい。
　本実施形態において、ＧＮＳＳ受信機５とＥＣＤＩＳ７の組は、第１データ生成部の例であり、自船の位置及び速度を表す自船データを生成する。具体的には、ＧＮＳＳ受信機５が自船の位置を検出するとともに、ＥＣＤＩＳ７が自船の位置の時間変化から自船の速度を検出する。
　これに限らず、自船の速度は、ジャイロコンパス６により検出される自船の方位と、不図示の船速計により検出される自船の速さとに基づいて検出されてもよい。
　また、レーダー３又はＡＩＳ４は、第２データ生成部の例であり、他船の位置及び速度を表す他船データを生成する。具体的には、レーダー３により生成されるＴＴデータが他船データに相当する。また、ＡＩＳ４により生成されるＡＩＳデータも他船データに相当する。
　図２は、情報処理装置１のメモリに構築される他船管理データベースの例を示す図である。他船管理データベースには、レーダー３又はＡＩＳ４により生成された他船データが登録される。
　他船管理データベースは、「他船識別子」、「位置」、「速さ」、及び「方位」等のフィールドを含んでいる。なお、レーダー３により検出される他船の位置及び方位は、ＧＮＳＳと同じ座標系に変換される。
　図３は、実施形態に係る船舶監視方法を実現する、実施形態に係る情報処理装置１の構成例を示す図である。情報処理装置１は、他船予測航路設定部１１、判定点設定部１１、変針航路予測部１２、リスク値算出部１３、及び表示制御部１４を備えている。これらの機能部は、情報処理装置１のＣＰＵがプログラムに従って情報処理を実行することによって実現される。
　情報処理装置１は、自船データ及び他船データに基づいて、自船及び他船が、二次元的に配置された複数の判定点のそれぞれに向けて変針し、進行すると仮定したときの、複数の判定点のそれぞれにおいて自船と他船とが衝突するリスクを表すリスク値を算出する（図５Ａ及び図５Ｂ参照）。
　判定点設定部１１は、リスク値を算出するための判定点を設定する。具体的には、判定点設定部１１は、互いに位置を異にする複数の判定点を設定する。例えば、判定点設定部１１は、二次元的に配置された複数の判定点を設定する。
　変針航路予測部１２は、自船が現在位置を起点として該現在位置における船速を維持し、判定点に針路を変えて航行する自船変針航路を想定し、他船が現在位置を起点として該現在位置における船速を維持し、判定点に針路を変えて航行する他船変針航路を想定する。
　リスク値算出部１３は、自船変針航路と他船の変針航路とに基づいて、自船と他船の衝突リスク値を算出する。具体的には、リスク値算出部１３は、複数の判定部のそれぞれについて、衝突リスク値を算出する。
　また、リスク値算出部１３は、他船の判定点に向けて針路を変える変針角度に応じた重みづけを用いてリスク値を算出してもよい。例えば、重みづけは、他船の現在位置における針路を基準に変針角度が大きいほど小さくなる。
　情報処理装置１のメモリには、リスク値の算出に用いる重みづけパラメータが、例えばテーブル又は数式の形で記憶されている。重みづけは、他船との位置関係に応じた大きさを有しており（図７参照）、他船の現在位置を基準としてその周囲に付与される（詳細は後述）。
　表示制御部１４は、複数の判定点において算出されたリスク値を、電子海図上で各判定点の位置に対応した位置に数値表示または該数値に対応した図示をする。
　具体的には、表示制御部１４は、複数の判定点のそれぞれにおいて算出されたリスク値の分布を示すリスクマップを、表示部２に表示する（図５Ｃ参照）。例えば、表示制御部１４は、リスクマップ中に自船と他船の位置を示すとともに、判定点の位置にリスク値を色又は濃淡等で表すタイルＨＭを配置する。
　図４は、実施形態に係る船舶監視方法の手順例を示す図である。情報処理装置１は、同図に示す処理をプログラムに従って実行する。図５Ａ及び図５Ｂは、リスク値の計算例を説明するための図であり、図５Ｃは、リスクマップの表示例を示す図である。
　まず、情報処理装置１は、自船データ及び他船データを取得する（Ｓ１１：取得部としての処理）。
　次に、情報処理装置１は、複数の判定点を設定する（Ｓ１２：判定点設定部１１）。複数の判定点は、自船及び他船とともに仮想空間内に二次元的に配置される。例えば図５Ａに示すように、複数の判定点は、自船を中心として放射状に広がるように配列する。これに限らず、複数の判定点は格子状に配列してもよい。これに限らず、図６に示すように、１つの判定点のみが設定されてもよい。
　次に、情報処理装置１は、重みづけを取得する（Ｓ１３）。図７に示すように、重みづけは、他船の現在方向からの変針角度に応じた大きさを有する。具体的には、重みは、他船の現在方向からの変針角度が小さいほど大きく、変針角度が大きいほど小さくなる。例えば、重みは、他船の現在方向を中心とする正規分布を有する。分布の幅は、他船の針路方向に進むほど広くなる。
　具体的には、情報処理装置１は、他船との位置関係に応じた大きさの重みを、他船の現在位置を基準にして各判定点に付与する。例えば、他船の現在位置から現在方向に向かう針路上にある判定点には最大の重みが付与され、当該針路から外れた位置にある判定点には、当該針路から離れるほど小さな重みが付与される。
　次に、情報処理装置１は、自船と他船が判定点の１つに向けて変針し、進行する場合のリスク値を算出し、算出したリスク値を当該判定点に関連付ける（Ｓ１４，Ｓ１５：変針航路予測部１２及びリスク値算出部１３としての処理）。
　図５Ａに示すように、リスク値の算出は、自船と他船がともに現在位置で判定点に向けて変針し、速さを維持ながら判定点に向けて進行するとの仮定のもので行われる。なお、自船と他船の速さは一定に限らず、時間に応じて変化すると仮定してもよい。例えば、自船の速さは時間の経過とともに徐々に増加又は減少してもよい。
　リスク値は、例えば自船と他船が同時に判定点に存在する存在確率で表される。これに限らず、リスク値は、同時点における自船の予測位置と他船の予測位置との離隔距離で表されてもよい。また、リスク値は、ＣＰＡ（Closest Point of Approach）の距離及び時間に応じて算出されてもよい。
　また、リスク値の算出には、判定点に付与された重みづけも利用される。例えば、上記手法により得られたリスク値に０以上１以下の範囲の重みづけが乗じられることで、リスク値が補正され、補正されたリスク値が、判定点に関連付けるリスク値として算出される。なお、重みづけの利用は必須ではない。
　本実施形態では、自船と他船がともに全周囲３６０度のどの方向にも進行し得ると仮定するが、そのような仮定のもとでリスク値を計算すると、衝突リスクの表示が広がり過ぎるおそれがある。そこで、上記のような重みを判定点に付与することで、実際に衝突のリスクが高い領域に絞って衝突リスクの表示を行うことが可能となる。
　情報処理装置１は、全ての判定点についてリスク値を算出するまで、上記Ｓ１４～Ｓ１５の処理を繰り返し（Ｓ１６：ＮＯ）、全ての判定点についてリスク値を算出すると（Ｓ１６：ＹＥＳ）、各判定点に関連付けられたリスク値を出力し、所定を終了する。
　なお、複数の他船が存在する場合には、情報処理装置１は、上記Ｓ１３～Ｓ１６の処理を複数の他船のそれぞれについて実行する。
　図５Ｃに示すように、情報処理装置１は、算出された各判定点のリスク値の分布を示すリスクマップを作成し、表示部２に表示する。例えば、情報処理装置１は、判定点のリスク値が高いほど赤色に近い又は濃度が高いタイルＨＭを配置することで、リスク値の大小を表現する（いわゆる、ヒートマップ表示）。
　このようなリスクマップを表示することによって、自船と他船の両方の変針を考慮した衝突リスクを可視化することが可能となる。
　本実施形態では、自船の変針だけでなく他船の変針も考慮してリスク値を算出するので、ＯＺＴ（Obstacle Zone by Target）等の従来の危険エリアを表示する手法と比べて、タイルＨＭによる衝突リスクの表示が、他船の針路方向と直交する幅方向にも広がって表示される。すなわち、他船の針路方向だけでなく幅方向における衝突リスクも可視化することが可能となる。
　また、図８に示すように、他船が直進するときには衝突リスクがなく、他船が変針するときにのみ衝突リスクが生じる場合であっても、タイルＨＭによる衝突リスクの表示がなされるので、従来の危険エリアを表示する手法では気付き得なかった衝突リスクも可視化することが可能となる。
　複数の他船のそれぞれについてリスク値が算出される場合には、各判定点に関連付けられる複数のリスク値のうちの最大のリスク値を用いてリスクマップが作成される。したがって、リスクマップのタイルＨＭが表示されない領域は、どの他船に対しても衝突のリスクが低いことを表す。
　なお、図９に示すような、操船の好ましさを表す好ましさモデルに基づいて重みづけが決定されてもよい。好ましさモデルは、変針角度、速さ変化率、及び操船の好ましさを互いに関連付けたモデルである。変針角度は、中央が他船の現在方向を表す。速さ変化率は、０が速さの維持を表し、１が停止を表す。
　好ましさモデルでは、図７に示す正規分布を有する重みと同様に、好ましさが他船の現在方向からの変針角度に応じた大きさを有する。また、好ましさは、速さ変化率が小さいほど大きく、速さ変化率が大きいほど小さくなる。
　情報処理装置１は、好ましさモデルを用いて、他船の現在方向からの変針角度から推定される好ましさに基づいて重みを決定する。好ましさは、例えば０以上１以下の範囲で設定され、そのまま重みとして用いられてもよい。
　以下、リスク値の算出にＣＰＡ（Closest Point of Approach）及びバンパーモデルを用いる場合の変形例について説明する。
　図１０Ａは、ＴＣＰＡ（Time to Closest Point of Approach）とリスク係数との関係を示す図である。図１０Ｂは、経過時間とリスク値の関係を示す図である。図１１は、リスクマップの表示例を示す図である。
　図１０Ａに示すように、バンパー領域内を通過する他船に対するリスク係数は、ＴＣＰＡが０に向けて減少するほど徐々に増加し、ＴＣＰＡが０になると、すなわち自船が他船に最も近づく点に到達すると、最大の１となる。
　従来例では、ＴＣＰＡが０より小さくなると、すなわち自船が他船を回避すると、リスク係数は０に急落する。この場合、図１０Ｂに示すように、衝突のリスク値も、時間の経過とともに徐々に増加し、自船が他船に最も近づく時点ＭＬを超えると０に急落するため、タイルＨＭが時点ＭＬの線で途切れて、不自然な表示となってしまう。
　そこで、本変形例では、情報処理装置１は、ＴＣＰＡが０未満でも０より大きいリスク値を算出する。具体的には、図１０Ａに示すように、ＴＣＰＡが０より小さくなってもリスク係数が０より大きい値を持つようにバンパー領域を設定する。言い換えると、バンパー領域をＴＣＰＡがマイナスの範囲まで拡張する。リスク係数は、例えばＴＣＰＡが０から減少するに従って１から徐々に減少し、０に到達する。
　この場合、図１０Ｂに示すように、衝突のリスク値は、自船が他船に最も近づく時点ＭＬを超えても、急激に０にはならず、徐々に減少して０に到達する。このため、図１１に示すように、リスクマップの衝突リスクを表すタイルＨＭは、時点ＭＬの線で途切れず、時点ＭＬの線を越えると徐々にリスク値が低下する表示となる。これにより、不自然な表示が解消される。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が当業者にとって可能であることはもちろんである。
［付記］
　船舶監視システムは、第１船舶の位置及び速度を表す第１船舶データを生成する第１データ生成部と、第２船舶の位置及び速度を表す第２船舶データを生成する第２データ生成部と、前記第１船舶データ及び前記第２船舶データに基づいて、前記第１船舶及び前記第２船舶が、二次元的に配置された複数の判定点のそれぞれに向けて変針し、進行すると仮定したときの、前記複数の判定点のそれぞれにおいて前記第１船舶と前記第２船舶とが衝突するリスクを表すリスク値を算出するリスク値算出部と、前記複数の判定点のそれぞれにおいて算出された前記リスク値の分布を示すリスクマップを表示する表示部と、を備える。
　また、前記リスク値算出部は、前記第２船舶の現在の方向からの変針角度に応じた重みを用いて前記リスク値を算出してもよい。前記重みは、前記第２船舶の現在の方向からの変針角度が大きいほど小さくなってもよい。
　また、前記リスク値算出部は、変針角度、速さの変化率、及び操船の好ましさを互いに関連付けたモデルを用いて、前記第２船舶の現在の方向からの変針角度から推定される操船の好ましさに応じて、前記重みを算出してもよい。
１　情報処理装置、２　表示部、３　レーダー、４　ＡＩＳ、５　ＧＮＳＳ受信機、６　ジャイロコンパス、７　ＥＣＤＩＳ、８　警報部、１１　判定点設定部、１２　変針航路予測部、１３　リスク値算出部、１４　表示制御部、１００　船舶監視システム

Claims (10)

  1. 　第１船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速と、第２船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速とを取得する取得部と、
    　判定点を設定する判定点設定部と、
    　前記第１船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第１変針航路と、前記第２船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第２変針航路を想定する変針航路予測部と、
    　前記第１変針航路と前記第２船舶の変針航路とに基づいて、前記第１船舶と第２船舶の衝突リスク値を算出するリスク値算出部と、
    　を備える、船舶監視システム。
  2. 　前記判定点設定部は、互いに位置を異にする複数の判定点を設定し、
    　前記リスク値算出部は、前記複数の判定部のそれぞれについて、前記衝突リスク値を算出する、
    　請求項１記載の船舶監視システム。
  3. 　前記リスク値算出部は、前記第２船舶の前記判定点に向けて針路を変える変針角度に応じた重みづけを用いて前記リスク値を算出する、
    　請求項１に記載の船舶監視システム。
  4. 　前記重みづけは、前記第２船舶の現在位置における針路を基準に変針角度が大きいほど小さくなる、
    　請求項３に記載の船舶監視システム。
  5. 　前記リスク値算出部は、変針角度、速さの変化率、及び操船の好ましさを互いに関連付けたモデルを用いて、前記第２船舶の現在の方向からの変針角度から推定される操船の好ましさに応じて、前記重みづけを算出する、
    　請求項３または４に記載の船舶監視システム。
  6. 　前記複数の判定点において算出されたリスク値を、電子海図上で各判定点の位置に対応した位置に数値表示または該数値に対応した図示をする表示部をさらに備える、
    　請求項１ないし５の何れかに記載の船舶監視システム。
  7. 　前記リスク値算出部は、ＴＣＰＡ（Time to Closest Point of Approach）が０未満でも０より大きい前記リスク値を算出する、
    　請求項１ないし６の何れかに記載の船舶監視システム。
  8. 　第１船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速と、第２船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速とを取得し、
    　判定点を設定し、
    　前記第１船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第１変針航路と、前記第２船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第２変針航路を想定し、
    　前記第１変針航路と前記第２船舶の変針航路とに基づいて、前記第１船舶と第２船舶の衝突リスク値を算出する、
    　船舶監視方法。
  9. 　第１船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速と、第２船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速とを取得する取得部と、
    　判定点を設定する判定点設定部と、
    　前記第１船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第１変針航路と、前記第２船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第２変針航路を想定する変針航路予測部と、
    　前記第１変針航路と前記第２船舶の変針航路とに基づいて、前記第１船舶と第２船舶の衝突リスク値を算出するリスク値算出部と、
    　を備える、情報処理装置。
  10. 　第１船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速と、第２船舶の現在位置、該現在位置における針路及び船速とを取得する取得部、
    　判定点を設定する判定点設定部、
    　前記第１船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第１変針航路と、前記第２船舶が前記現在位置を起点として前記判定点に針路を変えて航行する第２変針航路を想定する変針航路予測部、及び、
    　前記第１変針航路と前記第２船舶の変針航路とに基づいて、前記第１船舶と第２船舶の衝突リスク値を算出するリスク値算出部、
    　としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
PCT/JP2021/039448 2020-11-26 2021-10-26 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム WO2022113610A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022565132A JPWO2022113610A1 (ja) 2020-11-26 2021-10-26

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-195777 2020-11-26
JP2020195777 2020-11-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022113610A1 true WO2022113610A1 (ja) 2022-06-02

Family

ID=81755788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/039448 WO2022113610A1 (ja) 2020-11-26 2021-10-26 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2022113610A1 (ja)
WO (1) WO2022113610A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115657685A (zh) * 2022-12-12 2023-01-31 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 水上避障方法、装置、计算机设备和存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62118282A (ja) * 1985-11-18 1987-05-29 Nippon Kokan Kk <Nkk> 船舶衝突危険度評価方法
JPS6369000A (ja) * 1986-09-10 1988-03-28 川崎重工業株式会社 予測衝突危険範囲設定方法
KR101976403B1 (ko) * 2018-03-08 2019-08-28 주식회사 삼우이머션 해상을 운항하는 선박의 안전항로 제공 장치
WO2020003856A1 (ja) * 2018-06-27 2020-01-02 古野電気株式会社 衝突警報装置及び衝突警報方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62118282A (ja) * 1985-11-18 1987-05-29 Nippon Kokan Kk <Nkk> 船舶衝突危険度評価方法
JPS6369000A (ja) * 1986-09-10 1988-03-28 川崎重工業株式会社 予測衝突危険範囲設定方法
KR101976403B1 (ko) * 2018-03-08 2019-08-28 주식회사 삼우이머션 해상을 운항하는 선박의 안전항로 제공 장치
WO2020003856A1 (ja) * 2018-06-27 2020-01-02 古野電気株式会社 衝突警報装置及び衝突警報方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115657685A (zh) * 2022-12-12 2023-01-31 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 水上避障方法、装置、计算机设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022113610A1 (ja) 2022-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7375678B2 (en) Displaying obstacles in perspective view
JP6328789B2 (ja) レーダー警報受信機における到来角（ａｏａ）を判定する方法及び装置
JP2017166966A (ja) 周辺環境推定装置及び周辺環境推定方法
JP7250462B2 (ja) 船舶用航行支援装置
WO2018221455A1 (ja) 更新装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体
RU2483280C1 (ru) Навигационный комплекс
JP7255794B2 (ja) 妨害ゾーン判断方法、移動体用システム及び妨害ゾーン表示方法
WO2022113610A1 (ja) 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム
KR101275277B1 (ko) 사각단위항로 생성기법을 이용한 가항항로내 선박 피항 항로 탐색 지원 시스템
JP2012198200A (ja) ディスプレイ上で危険な飛行ゾーン領域を識別するための方法およびシステム
KR20200123378A (ko) 검출 및 회피에서 지형을 처리하기 위한 시스템 및 방법
WO2022091646A1 (ja) 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム
WO2022085355A1 (ja) 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム
CN117337453A (zh) 船舶监视系统、船舶监视方法、信息处理装置以及程序
RU2478187C2 (ru) Судовой навигационный комплекс
WO2022264550A1 (ja) 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム
JP6752253B2 (ja) 避航支援装置
WO2022239402A1 (ja) 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム
JP2006065831A (ja) 船舶の運航管理方法及び装置
KR20090089048A (ko) 수평 비행경로 자동생성 방법
WO2022239401A1 (ja) 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム
WO2022234712A1 (ja) 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム
WO2022102323A1 (ja) 船舶監視システム、船舶監視方法、情報処理装置、及びプログラム
WO2023276307A1 (ja) 画像生成装置、船舶情報表示方法、及びプログラム
WO2022249632A1 (ja) 船舶監視装置、船舶監視方法、及びプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21897586

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022565132

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21897586

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1