WO2023175715A1 - 情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

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WO2023175715A1
WO2023175715A1 PCT/JP2022/011590 JP2022011590W WO2023175715A1 WO 2023175715 A1 WO2023175715 A1 WO 2023175715A1 JP 2022011590 W JP2022011590 W JP 2022011590W WO 2023175715 A1 WO2023175715 A1 WO 2023175715A1
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WO
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berthing
ship
display
information
distance
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Application number
PCT/JP2022/011590
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English (en)
French (fr)
Inventor
正浩 加藤
秦 松崎
将大 加藤
Original Assignee
パイオニア株式会社
パイオニアスマートセンシングイノベーションズ株式会社
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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/10—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation using sensors, e.g. pressure sensors, strain gauges or accelerometers
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G3/00—Traffic control systems for marine craft

Definitions

  • the present disclosure relates to processing when a ship berths.
  • Patent Document 1 discloses, in an automatic berthing device that automatically berths a ship, control that changes the attitude of the ship so that light emitted from a lidar is reflected by objects around the berthing position and received by the lidar. The method to do this is described.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and its main purpose is to provide an information processing device that can accurately grasp the positional relationship between the berthing area and the ship. .
  • the claimed invention is an information processing device, comprising: an acquisition means for acquiring measurement data generated by a measurement device installed on a ship; It has a display processing means that performs processing for displaying information regarding the relative positional relationship between the berthing area, which is the area where the ship should be located, and the ship on a display device.
  • the claimed invention is a control method executed by a computer, which acquires measurement data generated by a measurement device installed on a ship, and controls the ship to berth at a berthing location based on the measurement data. Processing is performed to display on a display device information regarding the relative positional relationship between the berthing area, which is the area where the ship should be located, and the ship.
  • the claimed invention is a program that acquires measurement data generated by a measurement device installed on a ship, and, based on the measurement data, determines a position when the ship berths at a berthing place.
  • a computer is caused to execute a process of displaying information on a relative positional relationship between a berthed area and the ship on a display device.
  • FIG. 3 is a top view illustrating the visual range of a ship and a rider included in the navigation support system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of an information processing device. Functional block diagram regarding berthing support processing. A diagram showing how the rider captures the quay that approaches the shore. A perspective view of a quay that clearly shows the straight line of the berthing side. The figure which shows an example of the data structure of reliability information. The figure which shows an example of the index and reliability included in reliability information. An overhead view of the target ship and berthing location clearly showing the indicators shown in FIG. 5B.
  • FIG. 1 The figure which shows the example of a display of berthing support information.
  • FIG. 4 is a diagram clearly showing a proximity site PY to the front end FE, a shortest distance DY to the front end FE, a proximity site PZ to the rear end RE, and a shortest distance DZ to the rear end RE.
  • 5 is a flowchart illustrating an example of processing related to generation of an information display screen.
  • the information processing device includes an acquisition unit that acquires measurement data generated by a measurement device installed on a ship; and display processing means for performing processing for displaying information on a relative positional relationship between a berthing area, which is an area where the ship should be located, and the ship on a display device.
  • the above information processing device includes an acquisition means and a display processing means.
  • the acquisition means acquires measurement data generated by a measurement device installed on the ship.
  • the display processing means displays on a display device, based on the measurement data, information regarding a relative positional relationship between the ship and a berthing area, which is an area where the ship should be located when it berths at the berthing place. Perform processing for Thereby, the positional relationship between the berthing area and the ship can be accurately grasped.
  • One aspect of the information processing device described above further includes marker position acquisition means for acquiring the position of at least one marker serving as a landmark regarding the berthing area based on the measurement data, and the display processing means Processing is performed to display information regarding the relative positional relationship between the berthing area specified based on the position of the marker and the ship on a display device.
  • the display processing means includes information regarding a distance from the bow of the ship to the front end of the berthing area, and a distance from the stern of the ship to the rear end of the berthing area. and information related to the display on the display device.
  • the display processing means further performs processing for displaying information regarding the distance from the ship to the side of the quay at the berthing location on the display device.
  • the display processing means includes information regarding the speed at which the ship moves in the direction of the quay in the berthing area, and information regarding the speed at which the ship moves in the longitudinal direction of the berthing area. A process for displaying and on the display device is performed.
  • the display processing means further synthesizes a speed at which the ship moves in the direction of the quay in the berthing area and a speed at which the ship moves in the longitudinal direction of the berthing area. Processing is performed to display information related to the moving speed of the ship, which is calculated by the above, on the display device.
  • the display processing means performs processing for displaying on the display device information related to an angle indicating the orientation of the ship with respect to a side surface of a quay at the berthing location.
  • the display processing means displays a predicted position and a predicted attitude of the vessel from the current time until a predetermined time elapses, as information related to the vessel moving within the berthing area. Processing for displaying such information on the display device is performed.
  • the display processing means displays information regarding the ship moving in or around the berthing area, in which the ship is moved from its current position to a predetermined berthing position within the berthing area. Processing is performed to display information on the route leading to the destination on the display device.
  • the minimum length of perpendicular lines drawn from the outline point of the ship to a straight line along the side of the quay at the berthing location is extracted, and a shortest opposite-to-shore distance calculating means for calculating the shortest distance to the quay of the berthing place, and a proximate part corresponding to the part of the hull of the vessel closest to the quay of the berthing place, and the contour point from which the shortest distance was calculated;
  • the display processing means performs processing for displaying information related to the shortest distance and the proximity site on the display device.
  • the minimum value of the distance from the outline point of the ship to the measurement data representing an object other than a quay at the berthing location is extracted, and the shortest distance from the hull of the ship to the object is extracted. and an adjacent part specifying means that determines the contour point from which the shortest distance is calculated as a nearby part corresponding to a part of the hull of the ship that is closest to the object.
  • the display processing means performs processing for displaying information regarding the shortest distance and the proximate portion on the display device.
  • a control method executed by a computer acquires measurement data generated by a measurement device installed on a ship, and determines the position of the ship when it berths at a berthing location based on the measurement data. Processing is performed for displaying information on the relative positional relationship between the berthing area, which is the area to be berthed, and the ship, on the display device. Thereby, the positional relationship between the berthing area and the ship can be accurately grasped.
  • the program acquires measurement data generated by a measurement device installed on a ship, and based on the measurement data, the program acquires measurement data in an area where the ship should be located when berthing at a berthing location.
  • a computer is caused to execute a process of displaying information regarding a relative positional relationship between a certain berthing area and the ship on a display device. By executing this program on a computer, the above information processing device can be realized.
  • This program can be stored in a storage medium and used.
  • FIG. 1A to 1C are schematic configurations of a navigation support system according to this embodiment.
  • FIG. 1A shows a block configuration diagram of the navigation support system
  • FIG. 1B shows a visual field range ("measurement range” or “distance measurable range”) of a ship included in the navigation support system and a lidar 3, which will be described later.
  • FIG. 1C is a top view illustrating the visual range 90 of the ship and the rider 3 from behind.
  • the navigation support system includes an information processing device 1 that moves together with a ship that is a mobile object, and a sensor group 2 that is mounted on the ship.
  • a ship equipped with a driving support system will also be referred to as a "target ship.”
  • the information processing device 1 is electrically connected to the sensor group 2 and supports the operation of the target ship based on the outputs of various sensors included in the sensor group 2.
  • Operation support includes berthing support such as automatic berthing (berthing).
  • berthing includes not only the case where the target ship is attached to a quay, but also the case where the target vessel is attached to a structure such as a pier.
  • berthing location shall be a general term for structures such as quays and piers that are targets of berthing.
  • the information processing device 1 may be a navigation device provided on a ship, or may be an electronic control device built into the ship.
  • the sensor group 2 includes various external and internal sensors installed on the ship.
  • the sensor group 2 includes, for example, a lidar (Light Detection and Ranging or Laser Illuminated Detection and Ranging) 3.
  • the lidar 3 emits a pulsed laser in a predetermined angular range in the horizontal direction (see Figure 1B) and a predetermined angular range in the vertical direction (see Figure 1C), thereby discretely emitting the distance to an object in the outside world.
  • This is an external sensor that generates three-dimensional point cloud data that indicates the position of the object.
  • the lidar 3 includes an irradiation section that irradiates laser light while changing the irradiation direction, a light reception section that receives reflected light (scattered light) of the irradiated laser light, and outputs scan data based on the light reception signal output by the light reception section. It has an output section.
  • the data measured for each laser beam irradiation direction is based on the irradiation direction corresponding to the laser beam received by the light receiving unit and the response delay time of the laser beam specified based on the above-mentioned light reception signal.
  • a point or data thereof that is measured by being irradiated with a laser beam within the measurement range of the lidar 3 will also be referred to as a "point to be measured.”
  • the lidar 3 includes a lidar directed toward the port side of the target vessel, a lidar directed toward the port side of the target vessel, a lidar directed toward the starboard side of the target vessel, and a lidar directed toward the starboard side of the target vessel.
  • a lidar directed toward the starboard rear side of the ship is provided on each ship.
  • the front rider 3 that measures the berthing location will be referred to as the "front rider,” and the rear rider 3 that will measure the berthing location will be referred to as the “rear rider.”
  • the front measurement lidar and the rear measurement lidar are examples of a “first measurement device” and a “second measurement device.” Note that the arrangement of the rider 3 is not limited to the examples shown in FIGS. 1B and 1C.
  • the point cloud data can be regarded as an image (frame) in which each measurement direction is a pixel, and the measurement distance and reflection intensity value in each measurement direction are pixel values.
  • the emitting direction of the laser beam at the elevation/depression angle that is, the measurement direction
  • the emitting direction of the laser light at the horizontal angle differs in the horizontal arrangement of the pixels.
  • the measured points corresponding to columns (that is, vertical columns) of pixels whose index positions in the horizontal direction match are also referred to as "vertical lines.”
  • the index in the horizontal direction is called a “horizontal number”
  • the index in the vertical direction is called a “vertical number”.
  • the lidar 3 is not limited to the above-mentioned scanning type lidar, but may be a flash type lidar that generates three-dimensional data by diffusing laser light into the field of view of a two-dimensional array of sensors.
  • the rider 3 is an example of a "measuring device" in the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the information processing device 1. As shown in FIG. The information processing device 1 mainly includes an interface 11, a memory 12, a controller 13, and a monitor 14. Each of these elements is interconnected via a bus line.
  • the interface 11 performs interface operations related to data exchange between the information processing device 1 and external devices.
  • the interface 11 acquires output data from each sensor of the sensor group 2 and supplies it to the controller 13. Further, the interface 11 supplies, for example, a signal related to the control of the target ship generated by the controller 13 to each component of the target ship that controls the operation of the target ship.
  • the target ship has a drive source such as an engine or an electric motor, a screw that generates propulsive force in the forward direction based on the driving force of the drive source, and a thruster that generates lateral propulsive force based on the driving force of the drive source. and a rudder, etc., which is a mechanism for freely determining the direction of travel of the ship.
  • the interface 11 supplies control signals generated by the controller 13 to each of these components.
  • the interface 11 may be a wireless interface such as a network adapter for wireless communication, or may be a hardware interface for connecting to an external device via a cable or the like. Further, the interface 11 may perform interface operations with various peripheral devices such as an input device, a display device, and a sound output device.
  • the memory 12 is composed of various types of volatile memory and nonvolatile memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), hard disk drive, and flash memory.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • the memory 12 stores programs for the controller 13 to execute predetermined processes. Note that the program executed by the controller 13 may be stored in a storage medium other than the memory 12.
  • the memory 12 stores information necessary for the processing executed by the information processing device 1 in this embodiment.
  • the memory 12 may store map data including information regarding the location of the berthing site.
  • the memory 12 stores information regarding the size of downsampling when downsampling is performed on point cloud data obtained when the lidar 3 scans for one cycle.
  • the controller 13 includes one or more processors such as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and a TPU (Tensor Processing Unit), and is a processor of the information processing device 1. control the whole thing. In this case, the controller 13 executes a program stored in the memory 12 or the like to perform processing related to driving support for the target vessel.
  • processors such as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and a TPU (Tensor Processing Unit)
  • the controller 13 executes a program stored in the memory 12 or the like to perform processing related to driving support for the target vessel.
  • the controller 13 functionally includes a berthing location detection section 15, a berthing parameter calculation section 16, and a display processing section 17.
  • the berthing location detection unit 15 performs processing related to detection of a berthing location based on the point cloud data output by the rider 3.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates parameters necessary for berthing to a berthing location (also referred to as "berthing parameters").
  • the berthing parameters include the distance between the target ship and the berthing location (the opposite berthing distance), the approach angle of the target ship to the berthing location, the speed at which the target ship approaches the berthing location (berthing speed), and the like.
  • the berthing parameter calculation unit 16 calculates information representing reliability regarding berthing to a berthing location (also referred to as “reliability information”) based on the processing results of the berthing location detection unit 15 and the berthing parameters.
  • the display processing unit 17 performs processing for displaying information related to the berthing parameters calculated by the berthing parameter calculation unit 16 (also referred to as “berthing support information”) on the monitor 14.
  • the controller 13 functions as an "acquisition means", a "marker position acquisition means", a “display processing means”, a computer that executes a program, and the like.
  • the processing executed by the controller 13 is not limited to being realized by software based on a program, but may be realized by a combination of hardware, firmware, and software. Furthermore, the processing executed by the controller 13 may be realized using a user-programmable integrated circuit such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or a microcomputer. In this case, this integrated circuit may be used to realize the program that the controller 13 executes in this embodiment.
  • a user-programmable integrated circuit such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or a microcomputer. In this case, this integrated circuit may be used to realize the program that the controller 13 executes in this embodiment.
  • the monitor 14 displays information generated by the controller 13.
  • the information processing device 1 generates a straight line along the side of the berthing location (also referred to as a "berthing side straight line L") based on the point group data of the rider 3 measured in the direction in which the berthing location exists. That is, the berthed side straight line L is a straight line along the side of the quay at the berthed location. Then, the information processing device 1 calculates berthing parameters such as the opposite berth distance based on the berthing side straight line L.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the berthing location detection unit 15 and berthing parameter calculation unit 16 related to berthing support processing.
  • the berthing location detection unit 15 functionally includes a normal vector calculation block 20 , a field of view/detection surface identification block 21 , a normal number identification block 22 , an average/variance calculation block 23 , and a berthing situation determination block 24 and has.
  • the berthing parameter calculation unit 16 functionally includes a nearby point search block 26, a straight line generation block 27, an opposite shore distance calculation block 28, an approach angle calculation block 29, a berthing speed calculation block 30, and a reliability and an information generation block 40.
  • the normal vector calculation block 20 calculates the normal vector of the surface formed by the berthing location (also referred to as the "berthing surface") based on the point cloud data generated by the lidar 3 in the direction in which the berthing location exists. .
  • the normal vector calculation block 20 calculates the above-mentioned normal vector based on, for example, point cloud data generated by the lidar 3 whose measurement range includes the berthed side of the target ship. Information regarding the measurement range of the rider 3 and the direction of the berthing location may be registered in advance in the memory 12 or the like, for example.
  • the normal vector calculation block 20 preferably downsamples the point cloud data and removes data obtained by reflecting the laser beam on the water surface (also referred to as "water surface reflection data"). It is a good idea to do both.
  • the normal vector calculation block 20 removes data existing below the water surface position from the point group data generated by the lidar 3 as water surface reflection data (that is, erroneous detection data). Note that the normal vector calculation block 20 estimates the water surface position based on, for example, the average value in the height direction of point cloud data generated by the lidar 3 when there are no objects other than the water surface in the vicinity. Then, the normal vector calculation block 20 performs downsampling, which is a process of integrating measured points for each grid space of a predetermined size, on the point group data after removing the water surface reflection data. Then, the normal vector calculation block 20 calculates a normal vector for each measured point indicated by the downsampled point group data using a plurality of surrounding measured points. Note that downsampling may be performed before removing data reflected on the water surface.
  • the field of view/detection surface identification block 21 detects the surface of the berthing location that exists within the viewing angle of the rider 3 (also referred to as the "inner surface of the field of view") and the berthing area detected based on the normal vector calculated by the normal vector calculation block 20.
  • the surface of the location also called the “detection surface”
  • the visual field/detection surface specifying block 21 specifies whether the inner surface of the visual field and the detection surface include the top surface and/or the side surface of the berthing location.
  • the normal vector identification block 22 extracts the normal vector in the vertical direction and the normal vector in the direction perpendicular to the normal vector (i.e., the horizontal direction) from among the normal vectors calculated by the normal vector calculation block 20.
  • the number of normal vectors in the vertical direction and the number of normal vectors in the horizontal direction are calculated.
  • the normal number identification block 22 determines the normal vector in the vertical direction, the normal to the measured point on the top surface of the berthed place, and the normal vector in the horizontal direction, the normal to the measured point on the side surface of the berthed place.
  • the number of each is calculated as an index of the reliability of the berthing location.
  • the average/variance calculation block 23 extracts the normal vector in the vertical direction and the normal vector in the direction perpendicular to it (i.e., horizontal direction) from among the normal vectors calculated by the normal vector calculation block 20, The average and variance of the normal vector in the vertical direction and the average and variance of the normal vector in the horizontal direction are calculated.
  • the berthing situation determination block 24 uses the processing results of the visual field/detection surface identification block 21, the number of normals identification block 22, and the average/variance calculation block 23, which are specified or calculated based on the same point cloud data, as the point cloud. Obtained as a determination result representing the detection status of the berthing location at the time of data generation. Then, the berthing situation determination block 24 uses the processing results of the field of view/detection surface identification block 21, the number of normal lines identification block 22, and the average/variance calculation block 23 as the determination result of the detection status of the berthing location, and uses the berthing parameter calculation unit 16.
  • the nearby point search block 26 performs a process of searching for the nearest point closest to the target ship for each vertical line from the measured points forming the point cloud data. For example, as shown in FIG. 4A, when the rider 3 captures the quay to be docked, the closest point, which is the point closest to the ship, is the edge between the top and side surfaces of the quay.
  • the set of points obtained by performing the nearest neighbor search for each vertical line is a collection of points near the edge of the quay.
  • the straight line generation block 27 generates a berthing side straight line L, which is a straight line along the side of the berthing location, based on the nearest neighbor point determined by the neighborhood point search block 26. According to such processing, the straight line generation block 27 can generate a berthing side straight line L as shown in FIG. 4B, for example.
  • FIG. 4B is a perspective view of the quay clearly showing the straight line on the berthing side.
  • the opposite shore distance calculation block 28 calculates the opposite shore distance corresponding to the shortest distance between the target ship and the berthing location based on the berthing side straight line L generated by the straight line generation block 27.
  • the opposite shore distance calculation block 28 when there are a plurality of riders 3 whose berthing locations can be measured, the opposite shore distance calculation block 28 generates a berthing side straight line L by collecting point cloud data of the plurality of riders 3, and The shortest distance is calculated as the opposite shore distance.
  • the berthed side straight line L may be generated for each point cloud data of the rider 3, and the shortest distance between each berthed side line L and each rider 3 may be calculated as the opposite shore distance.
  • the opposite shore distance calculation block 28 may calculate the shortest distance from a reference point such as the center position of the ship to the berthing side straight line L as the opposite shore distance. In addition, instead of considering the shortest distance for each rider 3 as the opposite shore distance, the opposite shore distance calculation block 28 may determine the shortest distance among the shortest distances for each rider 3 as the opposite shore distance, and calculate these shortest distances. The average may be determined as the opposite shore distance.
  • the approach angle calculation block 29 calculates the approach angle of the target ship with respect to the berthing location based on the berthing side straight line L generated by the straight line generation block 27. Specifically, the approach angle calculation block 29 calculates the approach angle using "atan2", which is a function that calculates an arc tangent from two arguments that define the tangent. More specifically, the approach angle calculation block 29 calculates the approach angle from the direction vector of the berthing side straight line L by calculation of the function atan2.
  • the berthing speed calculation block 30 calculates the berthing speed, which is the speed at which the target vessel approaches the berthing location, based on the opposite shore distance calculated by the opposite shore distance calculation block 28. For example, the berthing speed calculation block 30 calculates the time change in the opposite shore distance (shortest distance) as the berthing speed.
  • the reliability information generation block 40 generates reliability information based on the processing results of the berthing situation determination block 24, the straight line generation block 27, the opposite shore distance calculation block 28, and the approach angle calculation block 29.
  • the reliability information generation block 40 generates flags for each element such as the viewing angle when detecting the berthing location, surface detection of the berthing location, the number and variance of normal vectors, and calculates the reliability of the generated flag vector. Generate as information.
  • the flag is "1"
  • the reliability of the corresponding element is high
  • the flag is "0”
  • the reliability of the corresponding element is low.
  • FIG. 5A is a diagram showing an example of the data structure of reliability information generated by the reliability information generation block 40.
  • the reliability information includes items of "top surface”, “side surface”, “straight line”, “distance”, and “angle”.
  • the item “top” has sub-items “viewing angle”, “detection”, “number of normals", and “dispersion”
  • the item “side” has sub-items “viewing angle”, “detection”, "normal It has sub-items of ⁇ number'' and ⁇ dispersion''.
  • the item “straight line” has the sub-item “absolute value”
  • the item “distance” has the sub-items “amount of change” and “rate of change”
  • the item “angle” has the sub-item “amount of change”. ”.
  • the reliability information generation block 40 sets the sub-item "viewing angle" of the item “top surface” to “1” if the top surface of the berthing place is within the viewing angle range, and the top surface is outside the viewing angle. A flag that is set to "0” in this case is registered. In addition, the reliability information generation block 40 sets the sub-item “detection” of the item “top surface” to “1” if the top surface of the berthing location is the detection surface, and “0” if the top surface is not the detection surface. Register flags. In addition, the reliability information generation block 40 sets "1 ”, and registers a flag that becomes “0” when the number is less than the threshold.
  • the reliability information generation block 40 also specifies that the sub-item "dispersion" of the item "top surface” indicates that the dispersion of the x, y, and z components of the normal vector to the top surface of the berthing location is set to a predetermined threshold value (for example, 1. Register a flag that is set to "1” if the variance is less than 0), and set to "0” if any of the variances is equal to or greater than the threshold value. Furthermore, the reliability information generation block 40 also registers a flag defined in each sub-item of the item "side” according to the same rule as each sub-item of the item "top”.
  • a predetermined threshold value for example, 1.
  • the reliability information generation block 40 registers a flag indicating the reliability of the berthing side straight line L generated by the generation method described later in the sub-item "absolute value" of the item "straight line”. For example, when the lidar 3 is installed at the front and rear of the target ship, the reliability information generation block 40 generates the direction vector of the berthed side straight line L generated by the generation method described below, and the direction vector of the lidar 3 at the front and rear of the target ship. A flag is registered that is set to "1" when the differences for each component with respect to the direction vector of the straight line connecting the nearest neighbor points are all less than a threshold value, and becomes "0" when any of the differences is equal to or greater than the threshold value.
  • the reliability information generation block 40 sets the amount of change from one time before the opposite shore distance calculated by the opposite shore distance calculation block 28 to a predetermined threshold (for example, 1. A flag is registered that is set to "1" when the amount of change is less than 0 m), and set to "0" when the amount of change is greater than or equal to the threshold value.
  • the reliability information generation block 40 determines that the rate of change from one time before the opposite coast distance calculated by the opposite shore distance calculation block 28 is set to a predetermined threshold (for example, ⁇ 10 A flag is registered that is set to "1” if the rate of change is less than %), and set to "0" if the rate of change is greater than or equal to the threshold value.
  • the reliability information generation block 40 sets the amount of change from one time before the approach angle calculated by the approach angle calculation block 29 to a predetermined threshold (for example, 1. A flag is registered that is set to "1" when the amount of change is less than 0 degrees), and set to "0" when the amount of change is equal to or greater than the threshold value.
  • a predetermined threshold for example, 1.
  • each of the above-mentioned threshold values is set, for example, to a suitable value stored in advance in the memory 12 or the like. Further, reliability information may be generated for each rider 3.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating an example of an index and reliability included in reliability information.
  • FIG. 5C is a bird's-eye view of the target ship and berth location clearly showing the indicators shown in FIG. 5B.
  • markers M0 and M1 which are reference objects for berthing, are provided on the quay that is the berthing place, and the information processing device 1 converts the markers M0 and M1 into the point cloud data of the rider 3.
  • various processes such as generation of the berthing side straight line L are executed using the measured points (nearby point set) near the edge of the berthing place existing between the marker M0 and the marker M1.
  • the measured point near the edge of the berthing location that exists between marker M0 and marker M1 will also be referred to as a "target point.” Note that if marker M0 and marker M1 are not detected, for example, all of the neighboring point set are considered to be target points.
  • the index “c 3 ” is an index based on the score of the target point, and is expressed here as an example as a linear function where the variable x is the score of the target point.
  • the index “c 2 ” is an index based on the standard deviation of the target point, and is expressed here as an example as a linear function in which the variable x is the standard deviation of the target point.
  • the index “c 1 " is an index indicating whether or not the two riders 3 were able to measure both the front and rear quays, and here, as an example, if both were able to be measured, it is "1.0". The case where only one side can be measured is set as "0.0".
  • the index “c 0 ” is an index based on the interval between both ends of the target point (both ends in the direction along the berthing side straight line Ls), and is expressed as a linear function with the variable x being the interval between the above-mentioned ends. Further, the indices c 0 to c 3 are calculated so as to be limited to a range of 0 to 1.
  • the calculation reliability "c” is the reliability based on each of the indicators c 0 to c 3 described above, and here, weighting coefficients "w 0 " to "w 3 " according to the importance of the indicators c 0 to c 3 are used. It is a weighted average value of the indices c 0 to c 3 using . Further, an example of setting values of the weighting coefficients w 0 to w 3 is illustrated. Since each index c 0 to c 3 is in the range of 0 to 1, the calculation reliability c, which is a weighted average value thereof, is also calculated as a numerical value in the range of 0 to 1.
  • the overall reliability "r” is a side detection reliability " qs " which is the reliability regarding the detection of the side of the quay, the top detection reliability "q u “ which is the reliability regarding the detection of the top of the quay, and the marker M0.
  • the reliability is based on the marker detection reliability "m 0 " which is the reliability regarding the detection of the marker M1, the marker detection reliability "m 1 " which is the reliability regarding the detection of the marker M1, and the calculation reliability c.
  • weighting coefficients "w qs", "w qu “ , "w m0 “, “w m1”, “w c” according to the importance for each reliability qs , qu , m0 , m1 , c are used.
  • the information processing device 1 calculates the marker detection reliability m 0 and the marker detection reliability m 1 based on, for example, the number of points measured in the point cloud data of the marker M0 and the marker M1 by the lidar 3, respectively. Good too. Then, the side detection reliability q s , the top detection reliability q u , the marker detection reliability m 0 , and the marker detection reliability m 1 are calculated so that they are all in the range of 0 to 1.
  • the side detection reliability of the front quay q s0 , the side detection reliability of the rear quay q s1 , the top detection reliability of the front quay q u0 , the top detection reliability of the rear quay Calculate as reliability q u1 .
  • the side detection reliability q s , the top detection reliability q u , the marker detection reliability m 0 , the marker detection reliability m 1 , and the calculation reliability c are all in the range of 0 to 1, so their weighted average value is
  • the overall reliability r is also calculated as a numerical value in the range of 0 to 1. Therefore, it can be seen that the closer the overall reliability r is to 1, the higher the reliability of the calculated berthing parameter is, and the closer the overall reliability r is to 0, the lower the reliability of the calculated berthing parameter.
  • the reliability information generated by the second specific example includes each index and reliability calculated by the method described above.
  • FIG. 6A is a diagram showing an example of a hull coordinate system based on the hull of the target ship.
  • the front (advance) direction of the target ship is the "x" coordinate
  • the side direction of the target ship is the "y” coordinate
  • the height direction of the target ship is the "z” coordinate.
  • the measurement data measured by the rider 3 in the coordinate system based on the rider 3 is converted into the hull coordinate system shown in FIG. 6A.
  • processing for converting point cloud data in a coordinate system based on a lidar installed on a moving body into a coordinate system of the moving body is disclosed in, for example, International Publication WO 2019/188745.
  • FIG. 6B is a perspective view of a berthing location (here, a quay) that clearly shows a measured point representing a measurement position measured by the rider 3 and a normal vector calculated based on the measured point with respect to the quay, which is a berthing location.
  • the measured points are indicated by circles
  • the normal vectors are indicated by arrows.
  • an example is shown in which both the top and side surfaces of the quay were able to be measured by the rider 3.
  • the normal vector calculation block 20 calculates normal vectors to the measured points on the side and top surfaces of the quay. Since the normal vector is a vector perpendicular to the target plane or curved surface, it is calculated using a plurality of measured points that can be configured as a surface. Therefore, a grid with predetermined vertical and horizontal lengths or a circle with a predetermined radius is set, and calculations are performed using the measurement points existing inside the grid. In this case, the normal vector calculation block 20 may calculate a normal vector for each point to be measured, or may calculate a normal vector for each predetermined interval.
  • the normal number identification block 22 determines that a normal vector whose z component is larger than a predetermined threshold value is a normal vector pointing in the vertical direction.
  • the normal vector is assumed to be a unit vector.
  • a normal vector whose z component is less than a predetermined threshold is determined to be a normal vector pointing in the horizontal direction.
  • the number of normal vectors specifying block 22 specifies the number of normal vectors in the vertical direction (here, five) and the number of normal vectors in the horizontal direction (here, four).
  • the average/variance calculation block 23 calculates the average and variance of the normal vector in the vertical direction and the average and variance of the normal vector in the horizontal direction.
  • the edge portion is in an oblique direction because the measurement points around the edge portion are on the top surface or the side surface.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a berthing location where a front marker and a rear marker are provided.
  • the distance L f from the origin O which corresponds to the reference point of the target ship, to the bow of the target ship, and the distance L r from the origin O to the stern of the target ship are known. Let us explain a certain case.
  • the origin O may be set, for example, at the center position or center of gravity of the target ship.
  • the controller 13 performs a process of extracting measured points having a predetermined intensity or more from the point cloud data generated by the lidar 3, thereby extracting the point cloud data FMG constituting the front marker FM and the rear marker RM.
  • the point cloud data RMG constituting the .
  • the controller 13 acquires the coordinate position M f [m fx m fy m fz ] T of the forward marker FM in the ship coordinate system based on the center of gravity position of each measured point included in the point group data FMG.
  • the controller 13 acquires the coordinate position M r [m rx m ry m rz ] T of the rear marker RM in the ship coordinate system based on the center of gravity position of each measured point included in the point group data RMG. Furthermore, the controller 13 specifies a rectangular area between the front end FE and the rear end RE (see FIG. 8A) as the berthing area based on the coordinate positions M f and M r . Further, the controller 13 calculates the distance d f from the origin O of the hull coordinate system to the front end of the berthed area, and the distance d f from the origin O to the berthed area based on the coordinate positions M f and M r and the berthing side straight line L.
  • FIG. 8A is a top view clearly showing the origin O, the distance d f and the distance d r , and the front end FE and rear end RE.
  • FIG. 8B is a diagram clearly showing the unit vector "u" used to calculate the distance d f and the distance d r .
  • the controller 13 generates the berthing side straight line L shown in the following equation (1).
  • the controller 13 calculates a unit vector u that is perpendicular to the berthing side straight line L in the two-dimensional plane, as shown in the following equation (2).
  • the unit vector u is expressed as a vector starting from the origin O, as shown in FIG. 8B.
  • the controller 13 calculates the distance d f based on the following formula (4).
  • the controller 13 calculates the distance dr based on the following formula (5) by using a method similar to the method described above.
  • both the distance d f and the distance d r have positive values.
  • the distance d f has a negative value and the distance d r has a positive value.
  • the distance d f is a positive value and the distance d r is a negative value.
  • the controller 13 calculates an angle ⁇ q indicating the inclination of the berthed side straight line L when the x-axis direction of the ship coordinate system is used as a reference.
  • the angle ⁇ q corresponds to an angle indicating the orientation of the target ship with respect to the side of the quay at the berthing location.
  • the controller 13 calculates the distance s f from the bow of the target vessel to the front end FE of the berthing area by applying the distances d f and L f and the angle ⁇ q to the following formula (6). .
  • the controller 13 calculates the distance s r from the stern of the target vessel to the rear end RE of the berthing area by applying the distances d r and L r and the angle ⁇ q to the following formula (7). do. Further, the controller 13 generates a perpendicular line in the xy plane from the origin O to the berthing side straight line L, and calculates a distance dq that is the length of the perpendicular line. The distance dq corresponds to the distance from the target ship to the side of the quay at the berthing location.
  • FIG. 9 is a top view clearly showing the distance s f , the distance s r and the distance d q .
  • the controller 13 adjusts each distance (distance d f , distance d r , distance s f , distance s r , and distance d q ) that changes depending on the relative positional relationship between the current position of the target ship and the berthing area.
  • a process is performed to generate an information display screen containing such information and to display the generated information display screen on the monitor 14. According to such processing, for example, an information display screen including berthing support information as shown in FIG. 10A or 10B can be displayed on the monitor 14.
  • FIGS. 10A and 10B are diagrams showing display examples of berthing support information.
  • the distance d f is 14.12 meters
  • the distance d r is 12.85 meters
  • the distance s f is 6.83 meters
  • the distance s r It can be seen that is 2.84 meters and that the distance d q is 8.81 meters.
  • information regarding each distance other than the distance sr is displayed in a normal display mode.
  • the display example shown in FIG. 10A since the information related to the distance s r is displayed in an alert display mode that is different from the normal display mode, the stern of the target vessel is at the rear end of the berthing area. It is possible to know that the vehicle is approaching RE.
  • the controller 13 changes the display mode of information related to the distance sr from the normal display mode to an alert mode. All you have to do is change the display mode.
  • the display mode for alerts is such that at least one of the display elements such as font color, font size, arrow (line segment) color, and arrow (line segment) thickness is a normal display mode. It is sufficient if the display mode is set such that it is emphasized compared to . Specifically, for example, while arrows (line segments) included in the information display screen are displayed with a predetermined line width in the normal display mode, they are displayed with a predetermined line width in the alert display mode. It is only necessary that the line width is set to be displayed with a large line width. For example, a predetermined display element included in the information display screen may be set to be displayed in blue in the normal display mode, but be displayed in red in the display mode for an alert that strongly calls for attention. All you have to do is stay there.
  • the distance d f is 6.44 meters
  • the distance d r is 25.27 meters
  • the distance s f is -5.68 meters
  • the distance s It can be seen that r is 15.27 meters and the distance d q is 7.08 meters.
  • the controller 13 changes the display mode of information related to the distance s f from the normal display mode to the alert mode. All you have to do is change the display mode.
  • the display processing means can display information regarding the distance from the bow of the ship to the front end of the berthing area, and information regarding the distance from the stern of the ship to the rear end of the berthing area. , to be displayed on the display device. Further, according to the process described above, the display processing means performs a process for displaying information on the distance from the ship to the side of the quay at the berthing location on the display device.
  • the markers at both the front and rear ends of the berthing possible area may be targeted.
  • the front distance dmf corresponding to the distance from the marker SM to the front end FE, and the distance from the marker SM to the rear end If the rear distance d mr corresponding to the distance to the RE is registered in the map data in advance, the distance d f and the distance d r can be calculated.
  • the controller 13 obtains the forward distance d mf and the rear distance d mr by referring to the map data stored in the memory 12, for example, when the target ship approaches the berth point SBP. . Further, the controller 13 calculates a distance d m corresponding to the distance from the origin O to the marker SM in a direction parallel to the berthing side straight line L. Further, the controller 13 calculates the distance d f by applying the distance d m and the forward distance d mf to the following formula (8). Further, the controller 13 calculates the distance d r by applying the distance d m and the rear distance d mr to the following formula (9).
  • FIG. 10C is a top view clearly showing the distance d m , the front distance d mf and the rear distance d mr .
  • the controller 13 is configured such that, for example, the latitude and longitude of each of the four vertices TP constituting the berthing area are registered in advance in the map data, and the target ship is equipped with a receiver for GNSS (Global Navigation Satellite System) signals.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • each distance (distance d f , distance d r , distance s f , distance s r , and distance d q ) used to generate the information display screen is calculated by performing the following processing. You can do it like this.
  • the controller 13 sets a ship coordinate system whose origin O is the latitude and longitude of the target ship identified based on the GNSS signal, and sets the latitude and longitude of each of the four vertices TP constituting the berthing area as coordinates in the ship coordinate system. Convert to position. Further, the controller 13 generates a straight line Lz that passes through the coordinate positions of two vertices TPA and TPB that are close to the quay wall that is the berthing location among the four vertices TP that constitute the berthing area.
  • FIG. 10D is a top view clearly showing the vertex TP and the straight line Lz.
  • the controller 13 calculates the distance d q , the distance d f and the distance d r by performing the same processing as described in the first display method. In addition, the controller 13 calculates a speed v q corresponding to the speed at which the target ship moves toward the quay in the berthing area (berthing speed) based on temporal changes in the distance d q , the distance d f , and the distance d r , and A speed v fr corresponding to the speed at which the target ship moves in the longitudinal direction of the berthing area is calculated. Further, the controller 13 calculates a speed v corresponding to the moving speed of the target ship by combining the speed v q and the speed v fr .
  • the controller 13 calculates the distance d q (k-1) at time t (k-1) and the distance d q ( By applying k) to the following formula (10), the velocity v q (k) at the time t(k) is calculated.
  • the controller 13 also calculates the distance d f (k-1) and the distance d r (k-1) at the time t(k-1), and the distance d f (k) and the distance d r (k-1) at the time t(k).
  • the speed v fr (k) at the time t(k) is calculated.
  • the controller 13 applies the speed v q (k) calculated using the following formula (10) and the speed v fr (k) calculated using the following formula (11) to the following formula (12). By doing so, the velocity v(k) at time t(k) is calculated.
  • "1/( ⁇ s+1)" in the following formulas (10) and (11) indicates a first-order lag system low-pass filter configured using a time constant " ⁇ " and a Laplace operator "s”. .
  • FIG. 11 is a top view clearly showing the velocity v q (k), the velocity v fr (k), and the velocity v(k).
  • the controller 13 generates an information display screen including information regarding the speed v q , the speed v fr , and the speed v, and performs processing for displaying the generated information display screen on the monitor 14. According to such processing, for example, an information display screen including berthing support information as shown in FIG. 12A or 12B can be displayed on the monitor 14.
  • FIGS. 12A and 12B are diagrams showing display examples of berthing support information.
  • the speed v q is 1.21 m/s
  • the speed v fr is 0.62 m/s
  • the speed v is 1.36 m/s.
  • information related to each speed other than the speed vq is displayed in a normal display mode.
  • the display example shown in FIG. 12A since the information related to the speed vq is displayed in an alert display mode that is different from the normal display mode, the target vessel moves to the left of the berthing area. It is possible to understand that the speed is excessive. Further, according to the display example shown in FIG.
  • the controller 13 when the speed vq exceeds a predetermined value, the controller 13 changes the display mode of information related to the speed vq from the normal display mode to the alert display mode. All you have to do is change the format. Alternatively, when the ratio of the speed v q to the distance d q exceeds a predetermined value, the controller 13 changes the display mode of the information related to the speed v q from the normal display mode to the alert display mode. Good too.
  • the speed v q is 0.59 m/s
  • the speed v fr is 2.06 m/s
  • the speed v is 2.14 m/s.
  • information related to each speed other than the speed v fr is displayed in a normal display mode.
  • the display example shown in FIG. 12B since the information related to the speed v fr is displayed in an alert display mode, it is possible to understand that the speed at which the target vessel is moving forward of the berthing area is excessive. can do. Further, according to the display example shown in FIG.
  • the controller 13 when the speed v fr exceeds a predetermined value, the controller 13 changes the display mode of information related to the current speed v fr from the normal display mode to the alert display mode. All you have to do is change the format. Alternatively, when either the ratio of the speed v fr to the distance d f or the ratio of the speed v fr to the distance d r exceeds a predetermined value, the controller 13 changes the display mode of the information related to the speed v fr to normal. The display mode may be changed from the display mode to the display mode for alerts.
  • the display processing means displays information regarding the speed at which the ship moves toward the quay in the berthing area, and information regarding the speed at which the ship moves in the longitudinal direction of the berthing area. Performs processing for display on the device. Further, according to the process described above, the display processing means performs a process for displaying information regarding the speed at which the ship approaches the berth on the display device.
  • the controller 13 determines the danger when the target ship approaches the berth, based on at least one of the speed v q , the speed v fr , and the speed v and the total length of the target ship. It may also be possible to perform processing for calculating the degree of risk, which is an index indicating the risk, and displaying information related to the calculated degree of risk. In addition, in the process related to calculating the degree of risk, for example, https://www. meiwakaiun. com/meiwaplus/tips/tips-vol62/ and http://www. srcj. or. jp/pdf/SRC%20News%20No26. It is only necessary to perform processing based on information disclosed in a PDF or the like.
  • the controller 13 calculates the angle ⁇ q by performing processing similar to that described in the first display method. Further, the controller 13 generates an information display screen including information regarding the angle ⁇ q , and performs processing for displaying the generated information display screen on the monitor 14 . According to such processing, for example, an information display screen including berthing support information as shown in FIG. 13A or 13B can be displayed on the monitor 14.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams showing display examples of berthing support information.
  • FIGS. 13A and 13B it is possible to grasp the relative positional relationship between the target ship, the berthing location, and the berthing area. Moreover, according to the display examples shown in FIGS. 13A and 13B, the straight line corresponding to the berthing side straight line L is shown by a broken line.
  • the angle ⁇ q is 9.21°. Further, according to the display example shown in FIG. 13A, information regarding the angle ⁇ q is displayed in a normal display mode.
  • the angle ⁇ q is 29.02°. Furthermore, according to the display example shown in FIG. 13B, since the information related to the angle ⁇ q is displayed in an alert display format that is different from the normal display format, the angle of the target ship with respect to the berthing location is excessive. be able to understand that. Further, according to the display example shown in FIG. 13B, when the angle ⁇ q exceeds a predetermined value, the controller 13 changes the display mode of information related to the angle ⁇ q from the normal display mode to the alert display mode. All you have to do is change the format. Alternatively, when the ratio of the angle ⁇ q to the distance d q exceeds a predetermined value, the controller 13 changes the display format of information related to the angle ⁇ q from a normal display format to an alert display format. Good too.
  • the display processing means performs processing for displaying information on the angle indicating the direction of the ship with respect to the side of the quay at the berthing location on the display device.
  • the controller 13 calculates the distance d f , the distance dr , the distance d q , and the angle ⁇ q by performing the same processing as described in the first display method. Further, the controller 13 calculates the speed v by performing processing similar to the processing described in the second display method. Further, the controller 13 determines whether a predetermined period of time has elapsed from the current time for the target ship moving within the berthing area based on the distance d f , the distance d r , the distance d q , the angle ⁇ q , and the speed v. The predicted position and predicted attitude of the target vessel up to the timing of the calculation are calculated.
  • the controller 13 generates an information display screen that includes information regarding the predicted position and predicted attitude of the target vessel calculated as described above, and performs processing for displaying the generated information display screen on the monitor 14. According to such processing, for example, an information display screen including berthing support information as shown in FIG. 14A or 14B can be displayed on the monitor 14.
  • 14A and 14B are diagrams showing display examples of berthing support information.
  • the display examples shown in FIGS. 14A and 14B it is possible to grasp the relative positional relationship between the target ship, the berthing location, and the berthing area.
  • the position and attitude of the target vessel within the berthing area at the current time, and the predicted position and predicted attitude of the target vessel at a time after the current time. can be grasped.
  • the display processing means displays information on the predicted position and predicted attitude of the vessel from the current time until the timing when a predetermined period of time has elapsed, as information on the vessel moving within the berthing area. Perform processing to display on.
  • the controller 13 calculates the distance d f , the distance dr , the distance d q , and the angle ⁇ q by performing the same processing as described in the first display method. Further, the controller 13 calculates the speed v by performing processing similar to the processing described in the second display method. Further, the controller 13 determines the target ship moving within the berthing area or around the berthing area based on the distance d f , the distance d r , the distance d q , the angle ⁇ q , and the speed v. A recommended travel route is calculated, which is a route for guiding the ship from its current position to a predetermined berthing position within the berthing area.
  • the controller 13 generates an information display screen including information related to the recommended travel route calculated as described above, and performs processing for displaying the generated information display screen on the monitor 14. According to such processing, for example, an information display screen including berthing support information as shown in FIG. 15A, FIG. 15B, or FIG. 15C can be displayed on the monitor 14.
  • FIG. 15A, FIG. 15B, and FIG. 15C are diagrams showing display examples of berthing support information.
  • the display examples shown in FIGS. 15A to 15C it is possible to grasp the relative positional relationship between the target ship, the berthing location, and the berthing area. Furthermore, according to the display examples shown in FIGS. 15A to 15C, the recommended movement route is displayed as an arrow (line segment), so it is possible to grasp the steering direction when moving the target vessel to the berthing area. . In addition, according to the display examples shown in FIGS. 15A to 15C, multiple passing points on the recommended travel route are displayed as circles, so the target vessel is located in the berthing area based on the number and spacing of the circles. It is possible to grasp the speed when moving to.
  • the display processing means displays information related to a ship moving in or around the berthing area for guiding the ship from its current position to a predetermined berthing position within the berthing area. Performs processing for displaying route-related information on a display device.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an overview of the berthing support process in this embodiment.
  • the information processing device 1 repeatedly executes the process shown in the flowchart of FIG. 16.
  • the information processing device 1 acquires point cloud data in the direction of the berthing location (step S11).
  • the information processing device 1 acquires, for example, point cloud data generated by the lidar 3 whose measurement range includes the berthed side of the target ship. Further, the information processing device 1 may further perform downsampling of the acquired point cloud data and removal of data reflected on the water surface.
  • the berthing location detection unit 15 of the information processing device 1 calculates a normal vector based on the point cloud data acquired in step S11 (step S12). Furthermore, the berthing location detection unit 15 calculates the number of normal vectors, the variance of the normal vectors, etc. in step S12. Furthermore, the berthing location detection unit 15 specifies the inner surface of the field of view and the detection surface based on the processing result of step S12 (step S13).
  • the berthing parameter calculation unit 16 performs a nearest neighbor search for each vertical line based on the point cloud data acquired in step S11, and determines the nearest neighbor point for each vertical line (step S14).
  • the berthing parameter calculation unit 16 generates the berthing side straight line L using the nearest point for each vertical line obtained in step S14 (step S15).
  • the berthing parameter calculation unit 16 uses the berthing side straight line L calculated in step S15 to calculate berthing parameters such as the opposite berthing distance, approach angle, and berthing speed (step S16). Specifically, in step S16, the berthing parameter calculation unit 16 calculates a distance d q as the opposite shore distance, an angle ⁇ q as the approach angle, and a speed v q as the berthing speed. Furthermore, the display processing unit 17 generates an information display screen including information related to the parameters calculated in step S16 by performing processing related to at least one of the first to fifth display methods ( Step S17), the generated information display screen is displayed on the monitor 14. Note that, according to the present embodiment, whether or not to display each piece of information on the information display screen generated in step S17 may be selected in accordance with a user's instruction.
  • the berthing parameter calculation unit 16 generates reliability information based on the identification results of the inner visual field and detection surface in step S13 and the berthing parameter calculation results in step S16 (step S18). After that, the information processing device 1 controls the ship based on the reliability information (step S19). Thereby, the information processing device 1 can accurately control the ship regarding berthing based on the reliability that accurately reflects the berthing situation.
  • the information processing device 1 determines whether the target ship has docked (berthed) (step S20). In this case, the information processing device 1 determines whether the target ship has berthed, for example, based on the output signals of the sensor group 2 or user input via the interface 11. Then, when the information processing device 1 determines that the target ship has berthed (step S20; Yes), the information processing device 1 ends the process of the flowchart. On the other hand, if the target ship is not berthed (step S20; No), the information processing device 1 returns the process to step S11.
  • the controller 13 may grasp the part of the ship closest to the quay (proximate part) and the shortest distance from the proximate part to the quay, and may use this information to assist in maneuvering the ship when docking or leaving the berth.
  • the controller 13 determines the above-mentioned proximate portion and shortest distance by the following (procedure 1) to (procedure 3).
  • Step 1) Calculate the distance from multiple points representing the outline of own ship (also called “contour points Po") to the berthed side straight line L.
  • Step 2) Distance from the calculated contour point Po to the berthed side straight line L Extract the minimum value among them
  • Step 3) Set the extracted minimum value as the shortest distance to the quay, and determine the contour point Po that has the minimum value as the location close to the quay.
  • FIG. 17A is a bird's-eye view of the target ship clearly showing the outline point Po.
  • the memory 12 stores contour data that is position data indicating the contour position of the target ship.
  • the contour data is data in which a plurality of (24 in this case) contour points Po representing the contour of the target ship are recorded as coordinates in the ship coordinate system.
  • the front (forward) direction of the target ship is the "X b " coordinate
  • the side direction of the target ship is the "Y b " coordinate
  • the vertical direction of the target ship is the "Z b " coordinate.
  • the measurement data measured by the rider 3 in the coordinate system based on the rider 3 is converted to the ship coordinate system.
  • processing for converting point cloud data in a coordinate system based on a lidar installed on a moving body into a coordinate system of the moving body is disclosed in, for example, International Publication WO 2019/188745.
  • FIG. 17B is a diagram in which the distance from the contour point Po to the berthing side straight line L is clearly indicated by an arrow. These distances are calculated by determining the length of the perpendicular line from each contour point Po to the berthing side straight line L, similarly to the method described above. Here, arrows indicating the above-mentioned distances to the 24 contour points Po are clearly shown.
  • FIG. 17C is a diagram clearly showing the proximity site PX to the quay and the shortest distance DX to the quay.
  • the controller 13 uses a method similar to the above (step 1) to (step 3) to determine the proximate portion PY of the contour point Po to the front end FE, and from the contour point Po to the front end FE.
  • the shortest distance DY, the closest part PZ of the contour point Po to the rear end RE, and the shortest distance DZ from the contour point Po to the rear end RE are calculated.
  • FIG. 17D clearly shows the proximity site PY to the front end FE, the shortest distance DY to the front end FE, the proximity site PZ to the rear end RE, and the shortest distance DZ to the rear end RE. This is a diagram.
  • the controller 13 generates an information display screen including information related to the proximal parts PX, PY, and PZ and information related to the shortest distances DX, DY, and DZ, and displays the generated information display screen on the monitor 14. do.
  • an information display screen including berthing support information as shown in FIG. 17E can be displayed on the monitor 14.
  • FIG. 17E is a diagram illustrating a display example of berthing support information.
  • the shortest distance DX is 5.56 meters
  • the shortest distance DY is 5.92 meters
  • the shortest distance DZ is 3.72 meters.
  • the controller 13 determines which part of the ship's hull is closest to the obstacle according to the following (Steps 4) to (Step 5). A proximal part and the shortest distance from the proximal part to the obstacle are determined. Note that when the controller 13 performs the processes related to the following (procedure 4) to (procedure 5), for example, it may be configured to treat objects other than the quay at the berthing location as obstacles.
  • Step 4 Calculate the distance from the contour point Po to each data point representing the obstacle, and extract the minimum value of the distance from the contour point Po to one data point representing the obstacle.
  • Step 5 Extracted The smallest of the minimum values is set as the shortest distance to the obstacle, and the contour point Po from which the shortest distance is calculated is determined as the closest part to the obstacle.
  • FIG. 18A is a diagram showing an overview of the process of extracting the minimum value of the distance from the contour point Po to the data point representing the obstacle.
  • the minimum value of the distance from the first contour point to the data point representing the other ship, and the data representing the other ship from the second contour point The minimum distance to the point is clearly indicated by a solid line.
  • FIG. 18B is a diagram illustrating an overview of the process of determining the closest part to an obstacle and the shortest distance to the obstacle.
  • the shortest distance DW to the obstacle is determined by extracting the shortest distance from each of the 24 contour points Po to the obstacle.
  • the contour point for which the shortest distance DW has been calculated is determined as the proximate portion corresponding to the portion of the hull closest to the obstacle.
  • the controller 13 generates an information display screen including information related to the proximal part PW and information related to the shortest distance DW, and displays the generated information display screen on the monitor 14.
  • an information display screen including berthing support information as shown in FIG. 18C can be displayed on the monitor 14.
  • FIG. 18C is a diagram illustrating a display example of berthing support information.
  • the display example shown in FIG. 18C it is possible to grasp the position corresponding to the proximal part PW on the target ship. Further, according to the display example shown in FIG. 18C, it can be understood that the shortest distance DW is 6.39 meters. Therefore, according to the modified example, if there is an obstacle such as another ship near the berthing area, it is possible to determine the part of the ship closest to the obstacle and the distance to the obstacle. This will help support safer and smoother ship operations.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of processing related to generation of an information display screen in this modification.
  • the controller 13 determines whether at least one marker installed at the berthing location was able to be detected based on the point cloud data output from the rider 3 (step S31).
  • step S31: Yes the controller 13 acquires information regarding the coordinate position of the marker, the berthing area at the berthing location, etc. After that, the process of step S33, which will be described later, is performed.
  • step S31: No the controller 13 refers to the map data stored in the memory 12 to detect the marker installed at the berth location. It is determined whether information regarding the latitude and longitude of the berthing area corresponding to the location can be obtained from the map data (step S32).
  • step S32: Yes If the controller 13 determines that information regarding the latitude and longitude of the berthing area can be acquired from the map data (step S32: Yes), after acquiring the information, it performs the process of step S33, which will be described later. On the other hand, when the controller 13 determines that the information regarding the latitude and longitude of the berthing area cannot be acquired from the map data (step S32: No), it performs the process of step S35, which will be described later.
  • the controller 13 performs processing for calculating the distance d f , the distance dr , and the speed v based on the processing results of step S31 or step S32 (step S33).
  • the controller 13 uses the contour point Po to perform processing for determining the shortest distances DY and DZ and the proximal parts PY and PZ (step S34).
  • the controller 13 uses the outline point Po to perform processing for determining the shortest distance DX and the proximate site PX (step S35).
  • the controller 13 determines whether or not an obstacle has been detected around the target ship based on the point cloud data output from the lidar 3 (step S36).
  • step S36 determines that an obstacle has been detected around the target ship (step S36: Yes)
  • the controller 13 uses the outline point Po to perform processing for determining the shortest distance DW and the proximal part PW.
  • step S37 the process of step S38, which will be described later, is performed.
  • step S36: No the controller 13 skips the process of step S37 and performs the process of step S38, which will be described later.
  • the controller 13 generates an information display screen that includes information regarding at least one parameter obtained through the processing from steps S31 to S37 (step S38), and displays the generated information display screen on the monitor 14.
  • whether or not to display each piece of information on the information display screen generated in step S38 may be selected in accordance with a user's instruction.
  • the acquisition means acquires the measurement data generated by the measurement device installed on the ship. Further, according to the above-described processing, the marker position acquisition means acquires the positions of two markers that serve as landmarks regarding the berthing area, which is the area where the ship should be located when berthing at the berthing place, based on the measurement data. do. Further, according to the above-described processing, the display processing means displays information regarding the relative positional relationship between the berthing area specified based on the positions of the two markers and the ship on the display device. Process.
  • information regarding the relative positional relationship between the berthing area and the target vessel can be displayed on the monitor 14 in the manner shown in each display example. can. Therefore, according to this embodiment, it is possible to accurately grasp the positional relationship between the berthing area and the ship.
  • the controller 13 can calculate the berthing parameters even if no marker is provided at the berthing location. Therefore, according to the present embodiment, even if a marker is not provided at the berthing location, the controller 13 can determine the distance d q in the first display method, v q in the second display method, and the distance v q in the third display method. Information about the angle ⁇ q can be displayed on the monitor 14 .
  • the controller 13 Even if no marker is provided, information similar to the information shown in each display example in the first to fifth display methods can be displayed on the monitor 14.
  • Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic storage media (e.g., flexible disks, magnetic tape, hard disk drives), magneto-optical storage media (e.g., magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R/W, semiconductor memory (eg, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)).

Abstract

情報処理装置は、取得手段と、表示処理手段と、を有する。取得手段は、船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得する。表示処理手段は、計測データに基づき、船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。

Description

情報処理装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体
　本開示は、船舶の接岸時の処理に関する。
　従来から、船舶の接岸（着岸）に関する支援を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、船舶の自動接岸を行う自動接岸装置において、ライダから照射される光が接岸位置の周囲の物体に反射してライダにより受光できるように、船舶の姿勢を変化させる制御を行う手法が記載されている。
特開２０２０－５９４０３号公報
　船舶においては、接岸場所に安全で円滑に着岸することは重要であり、操船支援や自動運航のための着岸支援システムの実現が特に望まれている。また、安全かつ円滑な着岸を実現するためには、例えば、船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、当該船舶と、の位置関係を的確に把握することが必要となる。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、接岸領域と船舶との位置関係を的確に把握することが可能な情報処理装置を提供することを主な目的とする。
　請求項に記載の発明は、情報処理装置であって、船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得する取得手段と、前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う表示処理手段と、を有する。
　また、請求項に記載の発明は、コンピュータが実行する制御方法であって、船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得し、前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。
　また、請求項に記載の発明は、プログラムであって、船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得し、前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示する処理をコンピュータに実行させる。
運航支援システムのブロック構成図。 運航支援システムに含まれる船舶及びライダの視野範囲を例示した上面図。 船舶及びライダの視野範囲を後ろから示した図。 情報処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図。 接岸支援処理に関する機能ブロック図。 接岸する岸壁をライダが捉えている様子を示した図。 接岸側面直線を明示した岸壁の斜視図。 信頼度情報のデータ構造の一例を示す図。 信頼度情報に含まれる指標及び信頼度の一例を示す図。 図５Ｂに示される指標を明示した対象船舶及び接岸場所の俯瞰図。 対象船舶の船体を基準とした船体座標系の一例を示す図。 法線ベクトルを明示した構造物の斜視図。 前方マーカ及び後方マーカが設けられた接岸場所の例を示す図。 原点Ｏと、距離ｄｆ及び距離ｄｒと、前端部ＦＥ及び後端部ＲＥと、を明示した上面図。 距離ｄｆ及び距離ｄｒの算出に用いる単位ベクトルｕを明示した図。 距離ｓｆ、距離ｓｒ及び距離ｄｑを明示した上面図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 距離ｄｍ、前方距離ｄｍｆ及び後方距離ｄｍｒを明示した上面図。 頂点ＴＰ及び直線Ｌｚを明示した上面図。 速度ｖｑ（ｋ）、速度ｖｆｒ（ｋ）及び速度ｖ（ｋ）を明示した上面図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 接岸支援処理の概要を表すフローチャート。 輪郭ポイントＰｏを明示した対象船舶の俯瞰図。 輪郭ポイントＰｏから接岸側面直線Ｌまでの距離を矢印により明示した図。 岸壁への近接部位ＰＸと、当該岸壁までの最短距離ＤＸと、を明示した図。 前端部ＦＥへの近接部位ＰＹと、当該前端部ＦＥまでの最短距離ＤＹと、後端部ＲＥへの近接部位ＰＺと、当該後端部ＲＥまでの最短距離ＤＺと、を明示した図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 輪郭ポイントＰｏから障害物を表すデータ点までの距離の最小値を抽出する処理の概要を示す図。 障害物への近接部位と、当該障害物までの最短距離と、を決定する処理の概要を示す図。 接岸支援情報の表示例を示す図。 情報表示画面の生成に係る処理の一例を表すフローチャート。
　本発明の１つの好適な実施形態では、情報処理装置は、船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得する取得手段と、前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う表示処理手段と、を有する。
　上記の情報処理装置は、取得手段と、表示処理手段と、を有する。取得手段は、船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得する。表示処理手段は、前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。これにより、接岸領域と船舶との位置関係を的確に把握することができる。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記計測データに基づき、前記接岸領域に関する目印となる少なくとも１つのマーカの位置を取得するマーカ位置取得手段をさらに有し、前記表示処理手段は、前記２つのマーカの位置に基づいて特定された前記接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記表示処理手段は、前記船舶の船首から前記接岸領域の前端部までの距離に係る情報と、前記船舶の船尾から前記接岸領域の後端部までの距離に係る情報と、を前記表示装置に表示するための処理を行う。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記表示処理手段は、さらに、前記船舶から前記接岸場所の岸壁側面までの距離に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記表示処理手段は、前記船舶が前記接岸領域の岸壁方向に移動する速度に係る情報と、前記船舶が前記接岸領域の前後方向に移動する速度に係る情報と、を前記表示装置に表示するための処理を行う。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記表示処理手段は、さらに、前記船舶が前記接岸領域の岸壁方向に移動する速度と、前記船舶が前記接岸領域の前後方向に移動する速度と、を合成することにより算出される、前記船舶の移動速度に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記表示処理手段は、前記接岸場所の岸壁側面に対する前記船舶の向きを示す角度に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記表示処理手段は、前記接岸領域内を移動する前記船舶に係る情報として、現在時刻から所定時間が経過するタイミングまでにおける前記船舶の予測位置及び予測姿勢に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記表示処理手段は、前記接岸領域内または前記接岸領域周辺を移動する前記船舶に係る情報として、前記船舶を現在位置から前記接岸領域内の所定の接岸位置へ導くための経路に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記船舶の輪郭ポイントから前記接岸場所の岸壁側面に沿った直線へ下した垂線の長さの中の最小となるものを抽出し、前記船舶の船体から前記接岸場所の岸壁までの最短距離を算出する最短対岸距離算出手段と、前記最短距離が算出された前記輪郭ポイントを、前記接岸場所の岸壁に最も近接する前記船舶の船体の部位に相当する近接部位として決定する近接部位決定手段と、をさらに有し、前記表示処理手段は、前記最短距離及び前記近接部位に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う。
　上記の情報処理装置の一態様では、前記船舶の輪郭ポイントから前記接岸場所の岸壁以外の物体を表す前記計測データまでの距離の最小値を抽出し、前記船舶の船体から前記物体までの最短距離を算出する物体距離算出手段と、前記最短距離が算出された前記輪郭ポイントを、前記物体に最も近接する前記船舶の船体の部位に相当する近接部位として決定する近接部位特定手段と、をさらに有し、前記表示処理手段は、前記最短距離及び前記近接部位に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う。
　本発明の他の実施形態では、コンピュータが実行する制御方法は、船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得し、前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。これにより、接岸領域と船舶との位置関係を的確に把握することができる。
　本発明のさらに他の実施形態では、プログラムは、船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得し、前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示する処理をコンピュータに実行させる。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記の情報処理装置を実現することができる。このプログラムは記憶媒体に記憶して使用することができる。
　以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
　［運転支援システムの概要］
　図１Ａ～図１Ｃは、本実施例に係る運航支援システムの概略構成である。具体的には、図１Ａは、運航支援システムのブロック構成図を示し、図１Ｂは、運航支援システムに含まれる船舶及び後述のライダ３の視野範囲（「計測範囲」又は「測距可能範囲」とも呼ぶ。）９０を例示した上面図であり、図１Ｃは、船舶及びライダ３の視野範囲９０を後ろから示した図である。運航支援システムは、移動体である船舶と共に移動する情報処理装置１と、当該船舶に搭載されたセンサ群２と、を有する。以後では、運転支援システムが搭載された船舶を「対象船舶」とも呼ぶ。
　情報処理装置１は、センサ群２と電気的に接続し、センサ群２に含まれる各種センサの出力に基づき、対象船舶の運航支援を行う。運航支援には、自動接岸（着岸）などの接岸支援などが含まれている。ここで、「接岸」とは、岸壁に対象船舶を着ける場合の他、桟橋等の構造体に対象船舶を着ける場合も含まれる。また、以後では、「接岸場所」とは、接岸の対象となる岸壁、桟橋等の構造体の総称であるものとする。情報処理装置１は、船舶に設けられたナビゲーション装置であってもよく、船舶に内蔵された電子制御装置であってもよい。
　センサ群２は、船舶に設けられた種々の外界センサ及び内界センサを含んでいる。本実施例では、センサ群２は、例えば、ライダ（Ｌｉｄａｒ：Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ、または、Ｌａｓｅｒ　Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）３を含んでいる。
　ライダ３は、水平方向の所定の角度範囲（図１Ｂ参照）および垂直方向の所定の角度範囲（図１Ｃ参照）に対してパルスレーザを出射することで、外界に存在する物体までの距離を離散的に測定し、当該物体の位置を示す３次元の点群データを生成する外界センサである。
　ライダ３は、照射方向を変えながらレーザ光を照射する照射部と、照射したレーザ光の反射光（散乱光）を受光する受光部と、受光部が出力する受光信号に基づくスキャンデータを出力する出力部とを有する。レーザ光を照射する方向（走査位置）ごとに計測されるデータは、受光部が受光したレーザ光に対応する照射方向と、上述の受光信号に基づき特定される当該レーザ光の応答遅延時間とに基づき生成される。以後では、ライダ３の計測範囲内においてレーザ光が照射されることにより計測された点又はそのデータを「被計測点」とも呼ぶ。
　図１Ｂ及び図１Ｃの例では、ライダ３として、対象船舶の左舷前方に向けられたライダと、対象船舶の左舷後方に向けられたライダと、対象船舶の右舷前方に向けられたライダと、対象船舶の右舷後方に向けられたライダと、が夫々船舶に設けられている。そして、対象船舶が接岸場所に近づいた場合、対象船舶が接岸場所に横付けする側に設けられた対象船舶の前方のライダ３と後方のライダ３とにより、接岸場所を計測した点群データが夫々生成されることになる。以後では、接岸場所を計測する前方のライダ３を「前方ライダ」と呼び、接岸場所を計測する後方のライダ３を「後方ライダ」と呼ぶ。前方計測ライダ及び後方計測ライダは、「第１計測装置」及び「第２計測装置」の一例である。なお、ライダ３の配置は図１Ｂ及び図１Ｃの例に限定されない。
　ここで、点群データは、各計測方向を画素とし、各計測方向での計測距離及び反射強度値を画素値とする画像（フレーム）とみなすことができる。この場合、画素の縦方向の並びにおいて仰俯角におけるレーザ光の出射方向（即ち計測方向）が異なり、画素の横方向の並びにおいて水平角におけるレーザ光の出射方向が異なる。以後において、点群データを画像とみなした場合に横方向のインデックスの位置が一致する画素の列（即ち縦列）に対応する被計測点を「縦ライン」とも呼ぶ。また、点群データを画像とみなした場合の横方向のインデックスを「水平番号」と呼び、縦方向のインデックスを「垂直番号」と呼ぶ。
　ライダ３は、上述したスキャン型のライダに限らず、２次元アレイ状のセンサの視野にレーザ光を拡散照射することによって３次元データを生成するフラッシュ型のライダであってもよい。ライダ３は、本発明における「計測装置」の一例である。
　［情報処理装置の構成］
　図２は、情報処理装置１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。情報処理装置１は、主に、インターフェース１１と、メモリ１２と、コントローラ１３と、モニタ１４と、を有する。これらの各要素は、バスラインを介して相互に接続されている。
　インターフェース１１は、情報処理装置１と外部装置とのデータの授受に関するインターフェース動作を行う。本実施例では、インターフェース１１は、センサ群２の各センサから出力データを取得し、コントローラ１３へ供給する。また、インターフェース１１は、例えば、コントローラ１３が生成した対象船舶の制御に関する信号を、対象船舶の運転を制御する対象船舶の各構成要素に供給する。例えば、対象船舶は、エンジンや電気モータなどの駆動源と、駆動源の駆動力に基づき進行方向の推進力を生成するスクリューと、駆動源の駆動力に基づき横方向の推進力を生成するスラスターと、船舶の進行方向を自在に定めるための機構である舵等とを備える。そして、自動接岸などの自動運転時には、インターフェース１１は、コントローラ１３が生成した制御信号を、これらの各構成要素に供給する。なお、対象船舶に電子制御装置が設けられている場合には、インターフェース１１は、当該電子制御装置に対し、コントローラ１３が生成した制御信号を供給する。インターフェース１１は、無線通信を行うためのネットワークアダプタなどのワイヤレスインターフェースであってもよく、ケーブル等により外部装置と接続するためのハードウェアインターフェースであってもよい。また、インターフェース１１は、入力装置、表示装置、音出力装置等の種々の周辺装置とのインターフェース動作を行ってもよい。
　メモリ１２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリなどの各種の揮発性メモリ及び不揮発性メモリにより構成される。メモリ１２は、コントローラ１３が所定の処理を実行するためのプログラムが記憶される。なお、コントローラ１３が実行するプログラムは、メモリ１２以外の記憶媒体に記憶されてもよい。
　また、メモリ１２には、本実施例において情報処理装置１が実行する処理に必要な情報が記憶される。例えば、メモリ１２には、接岸場所の位置に関する情報を含む地図データが記憶されてもよい。他の例では、メモリ１２には、ライダ３が１周期分の走査を行った場合に得られる点群データに対してダウンサンプリングを行う場合のダウンサンプリングのサイズに関する情報が記憶される。
　コントローラ１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＴＰＵ（Ｔｅｎｓｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などの１又は複数のプロセッサを含み、情報処理装置１の全体を制御する。この場合、コントローラ１３は、メモリ１２等に記憶されたプログラムを実行することで、対象船舶の運転支援等に関する処理を行う。
　また、コントローラ１３は、機能的には、接岸場所検出部１５と、接岸パラメータ算出部１６と、表示処理部１７と、を有する。接岸場所検出部１５は、ライダ３が出力する点群データに基づき、接岸場所の検出に関する処理を行う。接岸パラメータ算出部１６は、接岸場所への接岸に必要なパラメータ（「接岸パラメータ」とも呼ぶ。）の算出を行う。ここで、接岸パラメータには、対象船舶と接岸場所との間の距離（対岸距離）、対象船舶の接岸場所への進入角度、対象船舶が接岸場所へ近づく速度（接岸速度）などが含まれる。また、接岸パラメータ算出部１６は、接岸場所検出部１５の処理結果及び接岸パラメータに基づき、接岸場所への接岸に関する信頼度を表す情報（「信頼度情報」とも呼ぶ。）を算出する。表示処理部１７は、接岸パラメータ算出部１６により算出された接岸パラメータに係る情報（「接岸支援情報」とも呼ぶ）をモニタ１４に表示するための処理を行う。そして、コントローラ１３は、「取得手段」、「マーカ位置取得手段」、「表示処理手段」及びプログラムを実行するコンピュータ等として機能する。
　なお、コントローラ１３が実行する処理は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現してもよい。また、コントローラ１３が実行する処理は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）又はマイコン等の、ユーザがプログラミング可能な集積回路を用いて実現してもよい。この場合、この集積回路を用いて、コントローラ１３が本実施例において実行するプログラムを実現してもよい。
　モニタ１４は、コントローラ１３により生成された情報等を表示する。
　［接岸支援処理の概要］
　次に、情報処理装置１が実行する接岸支援処理の概要について説明する。情報処理装置１は、接岸場所が存在する方向において計測されたライダ３の点群データに基づき、接岸場所の側面に沿った直線（「接岸側面直線Ｌ」とも呼ぶ。）を生成する。すなわち、接岸側面直線Ｌは、接岸場所の岸壁側面に沿った直線である。そして、情報処理装置１は、接岸側面直線Ｌに基づき、対岸距離などの接岸パラメータを算出する。
　図３は、接岸支援処理に関する接岸場所検出部１５及び接岸パラメータ算出部１６の機能ブロック図である。接岸場所検出部１５は、機能的には、法線ベクトル算出ブロック２０と、視野・検出面特定ブロック２１と、法線数特定ブロック２２と、平均・分散算出ブロック２３と、接岸状況判定ブロック２４とを有する。また、接岸パラメータ算出部１６は、機能的には、近傍点探索ブロック２６と、直線生成ブロック２７と、対岸距離算出ブロック２８と、進入角度算出ブロック２９と、接岸速度算出ブロック３０と、信頼度情報生成ブロック４０とを有する。
　法線ベクトル算出ブロック２０は、接岸場所が存在する方向に対してライダ３が生成する点群データに基づき、接岸場所が形成する面（「接岸面」とも呼ぶ。）の法線ベクトルを算出する。この場合、法線ベクトル算出ブロック２０は、例えば、対象船舶において接岸側を計測範囲に含むライダ３が生成する点群データに基づき、上述の法線ベクトルを算出する。ライダ３の計測範囲及び接岸場所の方向に関する情報は、例えばメモリ１２等に予め登録されていてもよい。
　この場合、法線ベクトル算出ブロック２０は、好適には、点群データのダウンサンプリングと、レーザ光が水面で反射することで得られたデータ（「水面反射データ」とも呼ぶ。）の除去と、を夫々行うとよい。
　この場合、まず、法線ベクトル算出ブロック２０は、ライダ３が生成する点群データに対し、水面位置より下方に存在するデータを、水面反射データ（即ち誤検出データ）として除去する。なお、法線ベクトル算出ブロック２０は、例えば、周辺に水面以外の物体が存在しないときにライダ３が生成する点群データの高さ方向の平均値等に基づき、水面位置を推定する。そして、法線ベクトル算出ブロック２０は、水面反射データを除去後の点群データに対し、所定サイズの格子空間毎に被計測点を統合する処理であるダウンサンプリングを行う。そして、法線ベクトル算出ブロック２０は、ダウンサンプリング後の点群データにより示される各被計測点について、周辺の複数の被計測点を用いて法線ベクトルを算出する。なお、ダウンサンプリングは、水面で反射したデータの除去の前に実行されてもよい。
　視野・検出面特定ブロック２１は、ライダ３の視野角内に存在する接岸場所の面（「視野内面」とも呼ぶ。）と、法線ベクトル算出ブロック２０が算出した法線ベクトルに基づき検出した接岸場所の面（「検出面」とも呼ぶ。）との特定を行う。この場合、視野・検出面特定ブロック２１は、視野内面及び検出面として、接岸場所の上面又は／及び側面が含まれているか否かの特定を行う。
　法線数特定ブロック２２は、法線ベクトル算出ブロック２０が算出した法線ベクトルのうち、鉛直方向の法線ベクトルと、それに垂直な方向（即ち水平方向）の法線ベクトルとを夫々抽出し、鉛直方向の法線ベクトルの本数と、水平方向の法線ベクトルの本数とを算出する。ここでは、法線数特定ブロック２２は、鉛直方向の法線ベクトルを、接岸場所の上面の被計測点に対する法線、水平方向の法線ベクトルを、接岸場所の側面の被計測点に対する法線を表すものとみなし、夫々の本数を接岸場所に関する信頼度の一指標として算出している。
　平均・分散算出ブロック２３は、法線ベクトル算出ブロック２０が算出した法線ベクトルのうち、鉛直方向の法線ベクトルと、それに垂直な方向（即ち水平方向）の法線ベクトルとを夫々抽出し、鉛直方向の法線ベクトルの平均及び分散と、水平方向の法線ベクトルの平均及び分散を算出する。
　接岸状況判定ブロック２４は、同一の点群データに基づき特定又は算出された、視野・検出面特定ブロック２１、法線数特定ブロック２２、平均・分散算出ブロック２３の各処理結果を、当該点群データの生成時点での接岸場所の検出状況を表す判定結果として取得する。そして、接岸状況判定ブロック２４は、視野・検出面特定ブロック２１、法線数特定ブロック２２、平均・分散算出ブロック２３の各処理結果を、接岸場所の検出状況の判定結果として、接岸パラメータ算出部１６に供給する。
　近傍点探索ブロック２６は、点群データを構成する被計測点から、縦ラインごとに対象船舶に最も近い最近傍点を探索する処理を行う。例えば、図４Ａに示すように、接岸する岸壁をライダ３が捉えている場合、船舶に最も近い点である最近傍点は岸壁の上面と側面の間のエッジ部分になる。縦ラインごとに最近傍点探索を行った点の集合は、岸壁のエッジ付近の点を集めたものとなる。
　直線生成ブロック２７は、近傍点探索ブロック２６が判定した最近傍点に基づき、接岸場所の側面に沿った直線である接岸側面直線Ｌを生成する。このような処理によれば、直線生成ブロック２７は、例えば、図４Ｂに示すような接岸側面直線Ｌを生成することができる。図４Ｂは、接岸側面直線を明示した岸壁の斜視図である。
　対岸距離算出ブロック２８は、直線生成ブロック２７が生成する接岸側面直線Ｌに基づき、対象船舶と接岸場所との最短距離に相当する対岸距離を算出する。ここで、対岸距離算出ブロック２８は、接岸場所を計測可能な複数のライダ３が存在する場合には、複数のライダ３の点群データをまとめて接岸側面直線Ｌを生成し、各ライダ３との最短距離を対岸距離として算出する。あるいは、ライダ３の点群データごとに接岸側面直線Ｌを生成し、各接岸側面直線Ｌと各ライダ３との最短距離を対岸距離として算出してもよい。また、対岸距離算出ブロック２８は、船舶中心位置等の基準点から接岸側面直線Ｌまでの最短距離を対岸距離として算出してもよい。なお、対岸距離算出ブロック２８は、ライダ３ごとの最短距離を対岸距離とみなす代わりに、対岸距離をライダ３毎の最短距離のうち短い距離を対岸距離として定めてもよく、これらの最短距離の平均を対岸距離として定めてもよい。
　進入角度算出ブロック２９は、直線生成ブロック２７が生成した接岸側面直線Ｌに基づき、接岸場所に対する対象船舶の進入角度を算出する。具体的には、進入角度算出ブロック２９は、正接を規定する２つの引数から逆正接（アーク・タンジェント）を求める関数である「ａｔａｎ２」を用いて進入角度を算出する。より詳しくは、進入角度算出ブロック２９は、接岸側面直線Ｌの方向ベクトルから、関数ａｔａｎ２の計算により、進入角度を算出する。
　接岸速度算出ブロック３０は、対岸距離算出ブロック２８が算出した対岸距離に基づき、接岸場所に対象船舶が近づく速度である接岸速度を算出する。例えば、接岸速度算出ブロック３０は、対岸距離（最短距離）の時間変化を接岸速度として算出する。
　信頼度情報生成ブロック４０は、接岸状況判定ブロック２４、直線生成ブロック２７、対岸距離算出ブロック２８及び進入角度算出ブロック２９の処理結果に基づき、信頼度情報を生成する。
　ここで、信頼度情報の生成に係る第１の具体例について説明する。信頼度情報生成ブロック４０は、接岸場所の検出時の視野角、接岸場所の面検出、法線ベクトルの本数及び分散等の各要素に対してフラグを生成し、生成したフラグのベクトルを信頼度情報として生成する。以後では、フラグは、「１」の場合には対応する要素の信頼度が高く、「０」の場合には対応する要素の信頼度が低いことを表すものとする。
　図５Ａは、信頼度情報生成ブロック４０が生成する信頼度情報のデータ構造の一例を示す図である。図５Ａに示すように、信頼度情報は、「上面」、「側面」、「直線」、「距離」、「角度」の項目を有する。また、項目「上面」は、サブ項目「視野角」、「検出」、「法線数」、「分散」を有し、項目「側面」は、「視野角」、「検出」、「法線数」、「分散」のサブ項目を有する。また、項目「直線」は、サブ項目「絶対値」を有し、項目「距離」は、サブ項目「変化量」、「変化率」を有し、項目「角度」は、サブ項目「変化量」を有する。
　ここで、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「上面」のサブ項目「視野角」には、接岸場所の上面が視野角の範囲内である場合に「１」、上面が視野角外である場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「上面」のサブ項目「検出」には、接岸場所の上面が検出面である場合に「１」、上面が検出面でない場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「上面」のサブ項目「法線数」には、接岸場所の上面に対する法線ベクトルの本数が所定の閾値（例えば１０本）以上の場合に「１」、当該本数が閾値未満の場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「上面」のサブ項目「分散」には、接岸場所の上面に対する法線ベクトルのｘ，ｙ，ｚ成分の分散がいずれも所定の閾値（例えば１．０）未満の場合に「１」、当該いずれかの分散が閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「側面」の各サブ項目においても、項目「上面」の各サブ項目と同一規則により定めたフラグを登録する。
　また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「直線」のサブ項目「絶対値」には、後述の生成方法により生成した接岸側面直線Ｌの信頼度を表すフラグを登録する。例えば、対象船舶の前後にライダ３が夫々設けられている場合に、信頼度情報生成ブロック４０は、後述の生成方法により生成した接岸側面直線Ｌの方向ベクトルと、対象船舶の前後のライダ３の最近傍点を結んだ直線の方向ベクトルとの成分ごとの差分がいずれも閾値未満の場合に「１」、当該差分のいずれかが閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。
　また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「距離」のサブ項目「変化量」には、対岸距離算出ブロック２８が算出する対岸距離の１時刻前からの変化量が所定の閾値（例えば１．０ｍ）未満である場合に「１」、当該変化量が閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「距離」のサブ項目「変化率」には、対岸距離算出ブロック２８が算出する対岸距離の１時刻前からの変化率が所定の閾値（例えば±１０％）未満である場合に「１」、当該変化率が閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。また、信頼度情報生成ブロック４０は、項目「角度」のサブ項目「変化量」には、進入角度算出ブロック２９が算出する進入角度の１時刻前からの変化量が所定の閾値（例えば１．０度）未満である場合に「１」、当該変化量が閾値以上の場合に「０」となるフラグを登録する。
　なお、上述の各閾値は、例えば、メモリ１２等に予め記憶された適合値に設定される。また、信頼度情報は、ライダ３毎に生成されてもよい。
　続いて、信頼度情報の生成に係る第２の具体例について説明する。図５Ｂは、信頼度情報に含まれる指標及び信頼度の一例を示す図である。図５Ｃは、図５Ｂに示される指標を明示した対象船舶及び接岸場所の俯瞰図である。なお、ここでは、接岸場所である岸壁には、接岸の基準物であるマーカＭ０及びマーカＭ１が設けられており、情報処理装置１は、このマーカＭ０及びマーカＭ１をライダ３の点群データに基づき検出し、マーカＭ０及びマーカＭ１の間に存在する接岸場所のエッジ付近の被計測点（近傍点集合）を用いて接岸側面直線Ｌの生成等の各処理を実行する。以降においては、マーカＭ０及びマーカＭ１の間に存在する接岸場所のエッジ付近の被計測点を「対象点」とも呼ぶ。なお、マーカＭ０及びマーカＭ１が検出されない場合には、例えば、近傍点集合の全てを対象点とみなすものとする。
　指標「ｃ３」は、対象点の点数に基づく指標であり、ここでは一例として変数ｘを対象点の点数とした１次関数として表されている。指標「ｃ２」は、対象点の標準偏差に基づく指標であり、ここでは一例として変数ｘを対象点の標準偏差とした１次関数として表されている。指標「ｃ１」は、２台のライダ３により前方側と後方側の両方の岸壁を計測できたか否かを示す指標であり、ここでは一例として両方が計測できた場合を「１．０」とし、片方のみが計測できた場合を「０．０」としている。指標「ｃ０」は、対象点の両端（接岸側面直線Ｌｓに沿った方向における両端）の間隔に基づく指標であり、変数ｘを上述の両端の間隔とした１次関数として表されている。また、指標ｃ０～ｃ３は０～１の範囲に制限するように算出される。
　演算信頼度「ｃ」は、上述した各指標ｃ０～ｃ３に基づく信頼度であり、ここでは、指標ｃ０～ｃ３に対する重要度に応じた重み係数「ｗ０」～「ｗ３」を用いた指標ｃ０～ｃ３の加重平均値となっている。また、重み係数ｗ０～ｗ３の設定値の一例が図示されている。各指標ｃ０～ｃ３は、いずれも０～１の範囲であるため、それらの加重平均値である演算信頼度ｃも０～１の範囲の数値として算出される。
　総合信頼度「ｒ」は、岸壁の側面の検出に関する信頼度である側面検出信頼度「ｑｓ」と、岸壁の上面の検出に関する信頼度である上面検出信頼度「ｑｕ」と、マーカＭ０の検出に関する信頼度であるマーカ検出信頼度「ｍ０」と、マーカＭ１の検出に関する信頼度であるマーカ検出信頼度「ｍ１」と、演算信頼度ｃとに基づく信頼度である。ここでは、各信頼度ｑｓ、ｑｕ、ｍ０、ｍ１、ｃに対する重要度に応じた重み係数「ｗｑｓ」、「ｗｑｕ」、「ｗｍ０」、「ｗｍ１」、「ｗｃ」を用いた信頼度ｑｓ、ｑｕ、ｍ０、ｍ１、ｃの加重平均値となっている。また、重み係数ｗｑｓ、ｗｑｕ、ｗｍ０、ｗｍ１、ｗｃの設定値の一例が図示されている。なお、情報処理装置１は、例えば、側面検出信頼度ｑｓを、図５Ａに示す信頼度情報の項目「側面」に基づき算出し、上面検出信頼度ｑｕを、同図の信頼度情報の項目「上面」に基づき算出してもよい。また、情報処理装置１は、マーカ検出信頼度ｍ０及びマーカ検出信頼度ｍ１を、例えば、マーカＭ０及びマーカＭ１の夫々のライダ３による点群データの被計測点の点数に基づき算出してもよい。そして、側面検出信頼度ｑｓ、上面検出信頼度ｑｕ、マーカ検出信頼度ｍ０、マーカ検出信頼度ｍ１は、いずれも０～１の範囲となるように算出される。また、前方と後方の両方の岸壁を検出した場合は、前方岸壁の側面検出信頼度ｑｓ０、後方岸壁の側面検出信頼度ｑｓ１、前方岸壁の上面検出信頼度ｑｕ０、後方岸壁の上面検出信頼度ｑｕ１として算出する。側面検出信頼度ｑｓ、上面検出信頼度ｑｕ、マーカ検出信頼度ｍ０、マーカ検出信頼度ｍ１、演算信頼度ｃは、いずれも０～１の範囲であるため、それらの加重平均値である総合信頼度ｒも０～１の範囲の数値として算出される。したがって、総合信頼度ｒが１に近いほど、算出された接岸パラメータの信頼性が高く、総合信頼度ｒが０に近いほど、算出された接岸パラメータの信頼性が低いことがわかる。
　すなわち、第２の具体例により生成される信頼度情報には、以上に述べたような方法により算出された各指標及び信頼度が含まれている。
　次に、法線ベクトル算出ブロック２０、法線数特定ブロック２２及び平均・分散算出ブロック２３の処理の具体例について図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。
　図６Ａは、対象船舶の船体を基準とした船体座標系の一例を示す図である。図６Ａに示すように、ここでは、対象船舶の正面（前進）方向を「ｘ」座標、対象船舶の側面方向を「ｙ」座標、対象船舶の高さ方向を「ｚ」座標とする。そして、ライダ３が計測した、ライダ３を基準とした座標系の計測データは、図６Ａに示す船体座標系に変換される。なお、移動体に設置されたライダを基準とした座標系の点群データを移動体の座標系に変換する処理については、例えば、国際公開ＷＯ２０１９／１８８７４５などに開示されている。
　図６Ｂは、接岸場所である岸壁に対し、ライダ３が計測した計測位置を表す被計測点及び被計測点に基づき算出した法線ベクトルを明示した接岸場所（ここでは岸壁）の斜視図である。図６Ｂでは、被計測点を丸により示し、法線ベクトルを矢印により示している。ここでは、岸壁の上面及び側面の両方がライダ３により計測できた例が示されている。
　図６Ｂに示すように、法線ベクトル算出ブロック２０は、岸壁の側面及び上面の被計測点に対する法線ベクトルを算出する。法線ベクトルは、対象とする平面や曲面に垂直なベクトルであるため、面として構成可能な複数の被計測点を用いて算出される。したがって、縦横が所定長の格子あるいは半径が所定長の円を設定し、その内部に存在する被計測点を用いて計算する。この場合、法線ベクトル算出ブロック２０は、被計測点毎に法線ベクトルを算出してもよく、所定間隔毎に法線ベクトルを算出してもよい。そして、法線数特定ブロック２２は、ｚ成分が所定の閾値より大きい法線ベクトルを、鉛直方向を向いた法線ベクトルであると判定する。なお、法線ベクトルは、単位ベクトル化されているものとする。また、ｚ成分が所定の閾値未満となる法線ベクトルを、水平方向を向いた法線ベクトルであると判定する。そして、法線数特定ブロック２２は、鉛直方向の法線ベクトルの本数（ここでは５本）と水平方向の法線ベクトル（ここでは４本）とを特定する。さらに、平均・分散算出ブロック２３は、鉛直方向の法線ベクトルの平均及び分散と、水平方向の法線ベクトルの平均及び分散を算出する。なお、エッジ部分は、その周辺の被計測点が上面であったり側面であったりするため、斜めの方向になる。
　［接岸支援情報の表示方法の詳細］
　次に、接岸支援情報の表示方法について説明する。
　（第１表示方法）
　図７は、前方マーカ及び後方マーカが設けられた接岸場所の例を示す図である。
　本表示方法においては、例えば、図７に示すような、再帰性反射板等の高反射率特性を有する２つのマーカが設けられた接岸場所ＳＢＰに船舶を着岸させる場合について説明する。また、本表示方法以降の説明においては、特に言及のない限り、接岸場所ＳＢＰに着岸させる船舶の前方側に設けられたマーカを前方マーカＦＭと称し、当該船舶の後方側に設けられたマーカを後方マーカＲＭと称するものとする。また、本表示方法においては、対象船舶の基準点に相当する原点Ｏから当該対象船舶の船首までの距離Lｆと、当該原点Ｏから当該対象船舶の船尾までの距離Lｒと、が既知である場合について説明する。原点Ｏは、例えば、対象船舶の中心位置または重心位置に設定されていればよい。
　コントローラ１３は、例えば、ライダ３により生成された点群データの中から所定の強度以上の被計測点を抽出する処理を行うことにより、前方マーカＦＭを構成する点群データＦＭＧと、後方マーカＲＭを構成する点群データＲＭＧと、をそれぞれ取得する。また、コントローラ１３は、点群データＦＭＧに含まれる各被計測点の重心位置に基づき、船舶座標系における前方マーカＦＭの座標位置Ｍｆ［ｍｆｘ　ｍｆｙ　ｍｆｚ］Ｔを取得する。また、コントローラ１３は、点群データＲＭＧに含まれる各被計測点の重心位置に基づき、船舶座標系における後方マーカＲＭの座標位置Ｍｒ［ｍｒｘ　ｍｒｙ　ｍｒｚ］Ｔを取得する。また、コントローラ１３は、座標位置Ｍｆ及びＭｒに基づき、前端部ＦＥ及び後端部ＲＥ（図８Ａ参照）の間における矩形の領域を接岸領域として特定する。また、コントローラ１３は、座標位置Ｍｆ及びＭｒと、接岸側面直線Ｌと、に基づき、船体座標系の原点Ｏから接岸領域の前端部までの距離ｄｆと、当該原点Ｏから当該接岸領域の後端部までの距離ｄｒと、を算出する。接岸領域は、対象船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である。図８Ａは、原点Ｏと、距離ｄｆ及び距離ｄｒと、前端部ＦＥ及び後端部ＲＥと、を明示した上面図である。
　ここで、距離ｄｆ及び距離ｄｒを算出するための処理の具体例について、図８Ａ及び図８Ｂを参照しつつ説明する。図８Ｂは、距離ｄｆ及び距離ｄｒの算出に用いる単位ベクトル「ｕ」を明示した図である。
　コントローラ１３は、下記数式（１）に示される接岸側面直線Ｌを生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、「［ｘ０　ｙ０　ｚ０］Ｔ」は接岸場所のエッジ点群が示す被計測点の重心点を示し、「［ａ　ｂ　ｃ］Ｔ」は方向ベクトルを示し、「ｔ」は媒介変数を示す。例えば、主成分分析を行う場合には、最も大きい固有値に対応する固有ベクトルが接岸側面直線Ｌの方向ベクトルとなる。
　そして、コントローラ１３は、接岸側面直線Ｌに対して２次元平面において垂直となる単位ベクトルｕを、下記数式（２）に示されるように算出する。単位ベクトルｕは、図８Ｂのような、原点Ｏを起点とするベクトルとして表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　座標位置Ｍｆの（ｘ，ｙ）成分と単位ベクトルｕとの内積は、当該座標位置Ｍｆのベクトルｕへの射影に相当する。そのため、図８Ｂに示される距離「ｄｆ」に関する下記数式（３）が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　よって、コントローラ１３は、距離ｄｆを、下記数式（４）に基づき算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、コントローラ１３は、以上に述べた方法と同様の方法を用いることにより、距離ｄｒを、下記数式（５）に基づき算出する。上記数式（４）及び下記数式（５）によれば、図８Ａのように原点ＯがＦＥとＲＥの間にあるときは、距離ｄｆと距離ｄｒは共に正の値となる。また、上記数式（４）及び下記数式（５）によれば、原点ＯがＦＥよりも前方に位置するときは、距離ｄｆは負の値で距離ｄｒは正の値となる。また、上記数式（４）及び下記数式（５）によれば、原点ＯがＲＥよりも後方に位置するときは、距離ｄｆは正の値で距離ｄｒは負の値となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　コントローラ１３は、接岸側面直線Ｌの方向ベクトルに基づき、船舶座標系のｘ軸方向を基準とした場合における接岸側面直線Ｌの傾きを示す角度Ψｑを算出する。換言すると、角度Ψｑは、接岸場所の岸壁側面に対する対象船舶の向きを示す角度に相当する。また、コントローラ１３は、距離ｄｆ及びLｆと、角度Ψｑと、を下記数式（６）に適用することにより、対象船舶の船首から接岸領域の前端部ＦＥまでの距離ｓｆを算出する。また、コントローラ１３は、距離ｄｒ及びLｒと、角度Ψｑと、を下記数式（７）に適用することにより、対象船舶の船尾から接岸領域の後端部ＲＥまでの距離ｓｒを算出する。また、コントローラ１３は、原点Ｏから接岸側面直線Ｌまでのｘｙ平面における垂線を生成し、その長さである距離ｄｑを算出する。距離ｄｑは、対象船舶から接岸場所の岸壁側面までの距離に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　以上に述べた処理によれば、例えば、図９に示すような距離ｓｆ、距離ｓｒ及び距離ｄｑが算出される。図９は、距離ｓｆ、距離ｓｒ及び距離ｄｑを明示した上面図である。
　コントローラ１３は、対象船舶の現在位置と、接岸領域と、の相対的な位置関係に応じて変化する各距離（距離ｄｆ、距離ｄｒ、距離ｓｆ、距離ｓｒ及び距離ｄｑ）に係る情報を含む情報表示画面を生成し、当該生成した情報表示画面をモニタ１４に表示するための処理を行う。そして、このような処理によれば、例えば、図１０Ａまたは図１０Ｂに示すような接岸支援情報を含む情報表示画面をモニタ１４に表示することができる。図１０Ａ及び図１０Ｂは、接岸支援情報の表示例を示す図である。
　図１０Ａ及び図１０Ｂに示した表示例においては、対象船舶と、接岸場所と、接岸領域と、の相対的な位置関係を把握することができる。
　図１０Ａに示した表示例によれば、距離ｄｆが１４．１２メートルであること、距離ｄｒが１２．８５メートルであること、距離ｓｆが６．８３メートルであること、距離ｓｒが２．８４メートルであること、及び、距離ｄｑが８．８１メートルであることを把握することができる。また、図１０Ａに示した表示例によれば、距離ｓｒ以外の各距離に係る情報が通常の表示態様で表示されている。また、図１０Ａに示した表示例によれば、距離ｓｒに係る情報が通常の表示態様とは異なるアラート用の表示態様で表示されているため、対象船舶の船尾が接岸領域の後端部ＲＥに接近していることを把握することができる。また、図１０Ａに示した表示例によれば、コントローラ１３は、距離ｓｒが所定値以下になった場合に、当該距離ｓｒに係る情報の表示態様を、通常の表示態様からアラート用の表示態様に変更すればよい。
　アラート用の表示態様は、例えば、文字の色、文字のサイズ、矢印（線分）の色、及び、矢印（線分）の太さ等の各表示要素のうちの少なくとも１つが通常の表示態様に比べて強調されるような表示態様として設定されていればよい。具体的には、例えば、情報表示画面に含まれる矢印（線分）が、通常の表示態様においては所定の線幅で表示される一方で、アラート用の表示態様においては当該所定の線幅よりも大きな線幅で表示されるように設定されていればよい。また、例えば、情報表示画面に含まれる所定の表示要素が、通常の表示態様においては青色で表示される一方で、強く注意を促すアラート用の表示態様においては赤色で表示されるように設定されていればよい。
　図１０Ｂに示した表示例によれば、距離ｄｆが６．４４メートルであること、距離ｄｒが２５．２７メートルであること、距離ｓｆが－５．６８メートルであること、距離ｓｒが１５．２７メートルであること、及び、距離ｄｑが７．０８メートルであることを把握することができる。また、図１０Ｂに示した表示例によれば、距離ｓｆが負の値であることに起因し、当該距離ｓｆに係る情報が強く注意を促すアラート用の表示態様である赤色で表示されるため、対象船舶の船首が接岸領域の前端部ＦＥを超えていることを把握することができる。また、図１０Ｂに示した表示例によれば、コントローラ１３は、距離ｓｆが所定値以下になった場合に、当該距離ｓｆに係る情報の表示態様を、通常の表示態様からアラート用の表示態様に変更すればよい。
　以上に述べた処理によれば、表示処理手段は、船舶の船首から接岸領域の前端部までの距離に係る情報と、当該船舶の船尾から当該接岸領域の後端部までの距離に係る情報と、を表示装置に表示するための処理を行う。また、以上に述べた処理によれば、表示処理手段は、船舶から接岸場所の岸壁側面までの距離に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。
　なお、着岸すべき領域にマーカが３つ以上設置されている場合は、着岸可能領域を示す前後両端のマーカを対象にすればよい。
　また、例えば、接岸場所ＳＢＰに１つのマーカＳＭのみが設置されている場合であっても、当該マーカＳＭから前端部ＦＥまでの距離に相当する前方距離ｄｍｆと、当該マーカＳＭから後端部ＲＥまでの距離に相当する後方距離ｄｍｒと、が地図データに予め登録されていれば、距離ｄｆ及び距離ｄｒを算出することができる。
　具体的には、コントローラ１３は、例えば、対象船舶が接岸場所ＳＢＰに近づいた際に、メモリ１２に格納されている地図データを参照することにより、前方距離ｄｍｆ及び後方距離ｄｍｒを取得する。また、コントローラ１３は、接岸側面直線Ｌに対して平行な方向における原点ＯからマーカＳＭまでの距離に相当する距離ｄｍを算出する。また、コントローラ１３は、距離ｄｍ及び前方距離ｄｍｆを下記数式（８）に適用することにより、距離ｄｆを算出する。また、コントローラ１３は、距離ｄｍ及び後方距離ｄｍｒを下記数式（９）に適用することにより、距離ｄｒを算出する。なお、距離ｄｍ、前方距離ｄｍｆ及び後方距離ｄｍｒは、例えば、図１０Ｃのように表される。図１０Ｃは、距離ｄｍ、前方距離ｄｍｆ及び後方距離ｄｍｒを明示した上面図である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　なお、コントローラ１３は、例えば、接岸領域を構成する４つの頂点ＴＰ各々の緯度及び経度が地図データに予め登録されており、かつ、対象船舶にＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）信号の受信機が設けられている場合に、以下のような処理を行うことにより、情報表示画面の生成に用いられる各距離（距離ｄｆ、距離ｄｒ、距離ｓｆ、距離ｓｒ及び距離ｄｑ）を算出するようにしてもよい。
　コントローラ１３は、ＧＮＳＳ信号に基づいて特定した対象船舶の緯度及び経度を原点Ｏとする船舶座標系を設定し、接岸領域を構成する４つの頂点ＴＰ各々の緯度及び経度を当該船舶座標系における座標位置に変換する。また、コントローラ１３は、接岸領域を構成する４つの頂点ＴＰのうち、接岸場所である岸壁に近接する２つの頂点ＴＰＡ及びＴＰＢの座標位置を通過する直線Ｌｚを生成する。そして、コントローラ１３は、直線Ｌｚを接岸側面直線Ｌとして用いつつ、以上に述べた処理と同様の処理を行うことにより、情報表示画面の生成に用いられる各距離（距離ｄｆ、距離ｄｒ、距離ｓｆ、距離ｓｒ及び距離ｄｑ）を算出することができる。図１０Ｄは、頂点ＴＰ及び直線Ｌｚを明示した上面図である。
　（第２表示方法）
　コントローラ１３は、第１表示方法において述べた処理と同様の処理を行うことにより、距離ｄｑ、距離ｄｆ及び距離ｄｒを算出する。また、コントローラ１３は、距離ｄｑ、距離ｄｆ及び距離ｄｒの時間的な変化に基づき、対象船舶が接岸領域の岸壁方向に移動する速度（接岸速度）に相当する速度ｖｑと、当該対象船舶が当該接岸領域の前後方向に移動する速度に相当する速度ｖｆｒと、を各々算出する。また、コントローラ１３は、速度ｖｑ及び速度ｖｆｒを合成することにより、対象船舶の移動速度に相当する速度ｖを算出する。
　具体的には、コントローラ１３は、時刻ｔ（ｋ－１）における距離ｄｑ（ｋ－１）と、当該時刻ｔ（ｋ－１）の１時刻後の時刻ｔ（ｋ）における距離ｄｑ（ｋ）と、を下記数式（１０）に適用することにより、当該時刻ｔ（ｋ）における速度ｖｑ（ｋ）を算出する。また、コントローラ１３は、時刻ｔ（ｋ－１）における距離ｄｆ（ｋ－１）及び距離ｄｒ（ｋ－１）と、時刻ｔ（ｋ）における距離ｄｆ（ｋ）及び距離ｄｒ（ｋ）と、を下記数式（１１）に適用することにより、当該時刻ｔ（ｋ）における速度ｖｆｒ（ｋ）を算出する。また、コントローラ１３は、下記数式（１０）を用いて算出した速度ｖｑ（ｋ）と、下記数式（１１）を用いて算出した速度ｖｆｒ（ｋ）と、を下記数式（１２）に適用することにより、時刻ｔ（ｋ）における速度ｖ（ｋ）を算出する。なお、下記数式（１０）及び（１１）における「１／（τｓ＋１）」は、時定数「τ」及びラプラス演算子「ｓ」を用いて構成された１次遅れ系のローパスフィルタを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　以上に述べた処理によれば、例えば、図１１に示すような速度ｖｑ（ｋ）、速度ｖｆｒ（ｋ）及び速度ｖ（ｋ）が算出される。図１１は、速度ｖｑ（ｋ）、速度ｖｆｒ（ｋ）及び速度ｖ（ｋ）を明示した上面図である。
　コントローラ１３は、速度ｖｑと、速度ｖｆｒと、速度ｖと、に係る情報を含む情報表示画面を生成し、当該生成した情報表示画面をモニタ１４に表示するための処理を行う。そして、このような処理によれば、例えば、図１２Ａまたは図１２Ｂに示すような接岸支援情報を含む情報表示画面をモニタ１４に表示することができる。図１２Ａ及び図１２Ｂは、接岸支援情報の表示例を示す図である。
　図１２Ａ及び図１２Ｂに示した表示例によれば、対象船舶と、接岸場所と、接岸領域と、の相対的な位置関係を把握することができる。
　図１２Ａに示した表示例によれば、速度ｖｑが１．２１ｍ／ｓであること、速度ｖｆｒが０．６２ｍ／ｓであること、及び、速度ｖが１．３６ｍ／ｓであることを把握することができる。また、図１２Ａに示した表示例によれば、速度ｖｑ以外の各速度に係る情報が通常の表示態様で表示されている。また、図１２Ａに示した表示例によれば、速度ｖｑに係る情報が通常の表示態様とは異なるアラート用の表示態様で表示されているため、対象船舶が接岸領域の左方向に移動する速度が過剰であることを把握することができる。また、図１２Ａに示した表示例によれば、コントローラ１３は、速度ｖｑが所定値を超えた場合に、当該速度ｖｑに係る情報の表示態様を、通常の表示態様からアラート用の表示態様に変更すればよい。あるいは、コントローラ１３は、距離ｄｑに対する速度ｖｑの比が所定値を超えた場合に、当該速度ｖｑに係る情報の表示態様を、通常の表示態様からアラート用の表示態様に変更してもよい。
　図１２Ｂに示した表示例によれば、速度ｖｑが０．５９ｍ／ｓであること、速度ｖｆｒが２．０６ｍ／ｓであること、及び、速度ｖが２．１４ｍ／ｓであることを把握することができる。また、図１２Ｂに示した表示例によれば、速度ｖｆｒ以外の各速度に係る情報が通常の表示態様で表示されている。また、図１２Ｂに示した表示例によれば、速度ｖｆｒに係る情報がアラート用の表示態様で表示されているため、対象船舶が接岸領域の前方に移動する速度が過剰であることを把握することができる。また、図１２Ｂに示した表示例によれば、コントローラ１３は、速度ｖｆｒが所定値を超えた場合に、当速度ｖｆｒに係る情報の表示態様を、通常の表示態様からアラート用の表示態様に変更すればよい。あるいは、コントローラ１３は、距離ｄｆに対する速度ｖｆｒの比と距離ｄｒに対する速度ｖｆｒの比のいずれかが所定値を超えた場合に、当該速度ｖｆｒに係る情報の表示態様を、通常の表示態様からアラート用の表示態様に変更してもよい。
　以上に述べた処理によれば、表示処理手段は、船舶が接岸領域の岸壁方向に移動する速度に係る情報と、当該船舶が当該接岸領域の前後方向に移動する速度に係る情報と、を表示装置に表示するための処理を行う。また、以上に述べた処理によれば、表示処理手段は、船舶が接岸場所へ近づく速度に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。
　なお、本表示方法においては、コントローラ１３は、例えば、速度ｖｑ、速度ｖｆｒ及び速度ｖのうちの少なくとも１つと、対象船舶の全長と、に基づき、対象船舶が接岸場所に近づく際の危険性を示す指標である危険度を算出し、当該算出した危険度に係る情報を表示するための処理を行うものであってもよい。また、危険度の算出に係る処理においては、例えば、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｅｉｗａｋａｉｕｎ．ｃｏｍ／ｍｅｉｗａｐｌｕｓ／ｔｉｐｓ／ｔｉｐｓ－ｖｏｌ６２／、及び、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｒｃｊ．ｏｒ．ｊｐ／ｐｄｆ／ＳＲＣ％２０Ｎｅｗｓ％２０Ｎｏ２６．ｐｄｆ等に開示されている情報に基づく処理が行われればよい。
　（第３表示方法）
　コントローラ１３は、第１表示方法において述べた処理と同様の処理を行うことにより、角度Ψｑを算出する。また、コントローラ１３は、角度Ψｑに係る情報を含む情報表示画面を生成し、当該生成した情報表示画面をモニタ１４に表示するための処理を行う。そして、このような処理によれば、例えば、図１３Ａまたは図１３Ｂに示すような接岸支援情報を含む情報表示画面をモニタ１４に表示することができる。図１３Ａ及び図１３Ｂは、接岸支援情報の表示例を示す図である。
　図１３Ａ及び図１３Ｂに示した表示例によれば、対象船舶と、接岸場所と、接岸領域と、の相対的な位置関係を把握することができる。また、図１３Ａ及び図１３Ｂに示した表示例によれば、接岸側面直線Ｌに対応する直線が破線により示されている。
　図１３Ａに示した表示例によれば、角度Ψｑが９．２１°であることを把握することができる。また、図１３Ａに示した表示例によれば、角度Ψｑに係る情報が通常の表示態様で表示されている。
　図１３Ｂに示した表示例によれば、角度Ψｑが２９．０２°であることを把握することができる。また、図１３Ｂに示した表示例によれば、角度Ψｑに係る情報が通常の表示態様とは異なるアラート用の表示態様で表示されているため、接岸場所に対する対象船舶の角度が過剰であることを把握することができる。また、図１３Ｂに示した表示例によれば、コントローラ１３は、角度Ψｑが所定値を超えた場合に、当該角度Ψｑに係る情報の表示態様を、通常の表示態様からアラート用の表示態様に変更すればよい。あるいは、コントローラ１３は、距離ｄｑに対する角度Ψｑの比が所定値を超えた場合に、当該角度Ψｑに係る情報の表示態様を、通常の表示態様からアラート用の表示態様に変更してもよい。
　以上に述べた処理によれば、表示処理手段は、接岸場所の岸壁側面に対する船舶の向きを示す角度に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。
　（第４表示方法）
　コントローラ１３は、第１表示方法において述べた処理と同様の処理を行うことにより、距離ｄｆ、距離ｄｒ、距離ｄｑ及び角度Ψｑを算出する。また、コントローラ１３は、第２表示方法において述べた処理と同様の処理を行うことにより、速度ｖを算出する。また、コントローラ１３は、距離ｄｆと、距離ｄｒと、距離ｄｑと、角度Ψｑと、速度ｖと、に基づき、接岸領域内を移動する対象船舶について、現在時刻から所定時間が経過するタイミングまでにおける当該対象船舶の予測位置及び予測姿勢を算出する。また、コントローラ１３は、前述のように算出した対象船舶の予測位置及び予測姿勢に係る情報を含む情報表示画面を生成し、当該生成した情報表示画面をモニタ１４に表示するための処理を行う。そして、このような処理によれば、例えば、図１４Ａまたは図１４Ｂに示すような接岸支援情報を含む情報表示画面をモニタ１４に表示することができる。図１４Ａ及び図１４Ｂは、接岸支援情報の表示例を示す図である。
　図１４Ａ及び図１４Ｂに示した表示例によれば、対象船舶と、接岸場所と、接岸領域と、の相対的な位置関係を把握することができる。また、図１４Ａ及び図１４Ｂに示した表示例によれば、現在時刻における接岸領域内の対象船舶の位置及び姿勢と、当該現在時刻よりも後の時刻における当該対象船舶の予測位置及び予測姿勢と、を把握することができる。
　図１４Ａに示した表示例によれば、現在時刻よりも後の時刻における対象船舶の予測位置及び予測姿勢が通常の表示態様で表示されているため、当該現在時刻から所定時刻が経過したタイミングにおいて、接岸領域の端部を超えない位置に当該対象船舶が移動することを把握することができる。
　図１４Ｂに示した表示例によれば、現在時刻よりも後の時刻における対象船舶の予測位置及び予測姿勢がアラート用の表示態様で表示されているため、当該現在時刻から所定時刻が経過するまでの期間において、当該対象船舶が接岸領域の端部に到達し得ることを把握することができる。
　以上に述べた処理によれば、表示処理手段は、接岸領域内を移動する船舶に係る情報として、現在時刻から所定時間が経過するタイミングまでにおける船舶の予測位置及び予測姿勢に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。
　（第５表示方法）
　コントローラ１３は、第１表示方法において述べた処理と同様の処理を行うことにより、距離ｄｆ、距離ｄｒ、距離ｄｑ及び角度Ψｑを算出する。また、コントローラ１３は、第２表示方法において述べた処理と同様の処理を行うことにより、速度ｖを算出する。また、コントローラ１３は、距離ｄｆと、距離ｄｒと、距離ｄｑと、角度Ψｑと、速度ｖと、に基づき、接岸領域内または当該接岸領域周辺を移動する対象船舶について、当該対象船舶を現在位置から当該接岸領域内の所定の接岸位置へ導くための経路である推奨移動経路を算出する。また、コントローラ１３は、前述のように算出した推奨移動経路に係る情報を含む情報表示画面を生成し、当該生成した情報表示画面をモニタ１４に表示するための処理を行う。そして、このような処理によれば、例えば、図１５Ａ、図１５Ｂ、または、図１５Ｃに示すような接岸支援情報を含む情報表示画面をモニタ１４に表示することができる。図１５Ａ、図１５Ｂ、及び、図１５Ｃは、接岸支援情報の表示例を示す図である。
　図１５Ａ～図１５Ｃに示した表示例によれば、対象船舶と、接岸場所と、接岸領域と、の相対的な位置関係を把握することができる。また、図１５Ａ～図１５Ｃに示した表示例によれば、推奨移動経路が矢印（線分）で表示されているため、対象船舶を接岸領域へ移動させる際の操舵方向を把握することができる。また、図１５Ａ～図１５Ｃに示した表示例によれば、推奨移動経路上の複数の通過点が丸印で表示されているため、当該丸印の数及び間隔に基づき、対象船舶を接岸領域へ移動させる際の速度を把握することができる。
　本表示方法においては、例えば、対象船舶の操舵方向が図１５Ａに示した推奨移動経路から外れた場合に、当該推奨移動経路を修正（再算出）することにより、図１５Ｂに示したような新たな推奨移動経路を表示することができる。また、本表示方法においては、例えば、対象船舶の操舵方向が図１５Ａに示した推奨移動経路から大きく外れたこと等に起因し、当該対象船舶の接岸に支障が生じた場合に、当該推奨移動経路を修正（再算出）することにより、図１５Ｃに示したような新たな推奨移動経路を表示することができる。
　以上に述べた処理によれば、表示処理手段は、接岸領域内または当該接岸領域周辺を移動する船舶に係る情報として、当該船舶を現在位置から当該接岸領域内の所定の接岸位置へ導くための経路に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。
　［処理フロー］
　図１６は、本実施例における接岸支援処理の概要を表すフローチャートである。情報処理装置１は、図１６のフローチャートの処理を繰り返し実行する。
　まず、情報処理装置１は、接岸場所方向の点群データを取得する（ステップＳ１１）。この場合、情報処理装置１は、例えば、対象船舶において接岸側を計測範囲に含むライダ３が生成する点群データを取得する。また、情報処理装置１は、取得した点群データのダウンサンプリング及び水面で反射したデータの除去をさらに行ってもよい。
　次に、情報処理装置１の接岸場所検出部１５は、ステップＳ１１で取得された点群データに基づき、法線ベクトルを算出する（ステップＳ１２）。さらに、接岸場所検出部１５は、ステップＳ１２において、法線ベクトルの本数及び法線ベクトルの分散等の算出を行う。また、接岸場所検出部１５は、ステップＳ１２の処理結果に基づき、視野内面及び検出面の特定を行う（ステップＳ１３）。
　次に、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１１で取得した点群データに基づき、縦ラインごとの最近傍探索を行い、縦ラインごとの最近傍点を求める（ステップＳ１４）。
　次に、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１４で求めた縦ラインごとの最近傍点を用いて、接岸側面直線Ｌを生成する（ステップＳ１５）。
　次に、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１５で算出した接岸側面直線Ｌを用いて、接岸パラメータである対岸距離、進入角度、接岸速度を算出する（ステップＳ１６）。具体的には、接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１６において、対岸距離として距離ｄｑを算出し、進入角度として角度Ψｑを算出し、接岸速度として速度ｖｑを算出する。また、表示処理部１７は、第１～第５表示方法のうちの少なくとも１つの表示方法に係る処理を行うことにより、ステップＳ１６において算出されたパラメータに係る情報を含む情報表示画面を生成し（ステップＳ１７）、当該生成した情報表示画面をモニタ１４に表示する。なお、本実施例によれば、ステップＳ１７により生成される情報表示画面における各情報の表示の要否が、ユーザの指示に応じて選択されるようにしてもよい。
　接岸パラメータ算出部１６は、ステップＳ１３での視野内面及び検出面の特定結果及びステップＳ１６での接岸パラメータの算出結果に基づき、信頼度情報を生成する（ステップＳ１８）。その後、情報処理装置１は、信頼度情報に基づく船舶の制御を行う（ステップＳ１９）。これにより、情報処理装置１は、接岸状況を的確に反映した信頼度に基づいて、接岸に関する船舶の制御を的確に実行することができる。
　そして、情報処理装置１は、対象船舶が接岸（着岸）したか否か判定する（ステップＳ２０）。この場合、情報処理装置１は、例えば、センサ群２の出力信号又はインターフェース１１を介したユーザ入力等に基づき、対象船舶が接岸したか否か判定する。そして、情報処理装置１は、対象船舶が接岸したと判定した場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、フローチャートの処理を終了する。一方、情報処理装置１は、対象船舶が接岸していない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）、ステップＳ１１へ処理を戻す。
　［変形例］
　コントローラ１３は、岸壁に最も近接する船体の部位（近接部位）と、その近接部位から岸壁までの最短距離を把握し、着岸や離岸時の操船に役立たせてもよい。
　この場合、コントローラ１３は、以下の（手順１）～（手順３）により、上述の近接部位及び最短距離を決定する。
　（手順１）自船の輪郭を表す複数のポイント（「輪郭ポイントＰｏ」とも呼ぶ。）から接岸側面直線Ｌまでの距離を算出
　（手順２）算出した輪郭ポイントＰｏから接岸側面直線Ｌまでの距離の中で、最小値を抽出
　（手順３）抽出した最小値を岸壁までの最短距離とするとともに、最小値となる輪郭ポイントＰｏを岸壁への近接部位として決定
　図１７Ａは、輪郭ポイントＰｏを明示した対象船舶の俯瞰図である。例えば、メモリ１２には、対象船舶の輪郭位置を示す位置データである輪郭データが記憶されている。輪郭データは、対象船舶の輪郭を表す複数個（ここでは２４個）の輪郭ポイントＰｏが船舶座標系の座標として記録されたデータとなっている。ここでは、対象船舶の正面（前進）方向を「Ｘｂ」座標、対象船舶の側面方向を「Ｙｂ」座標、対象船舶の鉛直方向を「Ｚｂ」座標とする。そして、ライダ３が計測した、ライダ３を基準とした座標系の計測データは、船舶座標系に変換される。なお、移動体に設置されたライダを基準とした座標系の点群データを移動体の座標系に変換する処理については、例えば、国際公開ＷＯ２０１９／１８８７４５などに開示されている。
　図１７Ｂは、輪郭ポイントＰｏから接岸側面直線Ｌまでの距離を矢印により明示した図である。これらの距離の算出は、上述した方法と同様、各輪郭ポイントＰｏから接岸側面直線Ｌまでの垂線の長さを求めることで実施される。ここでは、２４個の輪郭ポイントＰｏに対する上述の距離を示す矢印が明示されている。図１７Ｃは、岸壁への近接部位ＰＸと、当該岸壁までの最短距離ＤＸと、を明示した図である。
　また、コントローラ１３は、上記の（手順１）～（手順３）と同様の方法を用い、輪郭ポイントＰｏのうちの前端部ＦＥへの近接部位ＰＹと、当該輪郭ポイントＰｏから当該前端部ＦＥまでの最短距離ＤＹと、当該輪郭ポイントＰｏのうちの後端部部ＲＥへの近接部位ＰＺと、当該輪郭ポイントＰｏから当該後端部ＲＥまでの最短距離ＤＺと、を各々算出する。図１７Ｄは、前端部ＦＥへの近接部位ＰＹと、当該前端部ＦＥまでの最短距離ＤＹと、後端部ＲＥへの近接部位ＰＺと、当該後端部ＲＥまでの最短距離ＤＺと、を明示した図である。
　そして、コントローラ１３は、近接部位ＰＸ、ＰＹ及びＰＺに係る情報と、最短距離ＤＸ、ＤＹ及びＤＺに係る情報と、を含む情報表示画面を生成し、当該生成した情報表示画面をモニタ１４に表示する。 そして、このような処理によれば、例えば、図１７Ｅに示すような接岸支援情報を含む情報表示画面をモニタ１４に表示することができる。図１７Ｅは、接岸支援情報の表示例を示す図である。
　図１７Ｅに示した表示例によれば、対象船舶における近接部位ＰＸ、ＰＹ及びＰＺに相当する位置を把握することができる。また、図１７Ｅに示した表示例によれば、最短距離ＤＸが５．５６メートルであること、最短距離ＤＹが５．９２メートルであること、及び、最短距離ＤＺが３．７２メートルであることを把握することができる。したがって、変形例によれば、接岸領域の岸壁や前端部と後端部に最も近接している船舶の部位と、それぞれへの距離が把握できるため、より安全で円滑な操船支援に役立つものとなる。
　また、コントローラ１３は、接岸領域付近に他の船舶等の障害物が位置している場合に、以下の（手順４）～（手順５）により、当該障害物に最も近接する船体の部位である近接部位と、当該近接部位から当該障害物までの最短距離と、を決定する。なお、コントローラ１３は、以下の（手順４）～（手順５）に係る処理を行う際に、例えば、接岸場所の岸壁以外の物体を障害物として扱うようにすればよい。
　（手順４）輪郭ポイントＰｏから障害物を表す各データ点までの距離を算出し、当該輪郭ポイントＰｏから当該障害物を表す一のデータ点までの距離の最小値を抽出
　（手順５）抽出した最小値のうちの最も小さいものを当該障害物までの最短距離とするとともに、当該最短距離が算出された輪郭ポイントＰｏを当該障害物への近接部位として決定
　図１８Ａは、輪郭ポイントＰｏから障害物を表すデータ点までの距離の最小値を抽出する処理の概要を示す図である。図１８Ａにおいては、２４個の輪郭ポイントＰｏのうち、例として、第１の輪郭ポイントから他の船舶を表すデータ点までの距離と、第２の輪郭ポイントから当該他の船舶を表すデータ点までの距離と、が破線により明示されている。また、図１８Ａにおいては、２４個の輪郭ポイントＰｏのうち、第１の輪郭ポイントから他の船舶を表すデータ点までの距離の最小値と、第２の輪郭ポイントから当該他の船舶を表すデータ点までの距離の最小値と、が実線により明示されている。
　図１８Ｂは、障害物への近接部位と、当該障害物までの最短距離と、を決定する処理の概要を示す図である。図１８Ｂに示した処理によれば、２４個の輪郭ポイントＰｏから障害物までのそれぞれの最短距離の中から最小となるものを抽出することで、障害物までの最短距離ＤＷが決定されるとともに、当該最短距離ＤＷが算出された輪郭ポイントが、当該障害物に最も近接する船体の部位に相当する近接部位として決定される。
　そして、コントローラ１３は、近接部位ＰＷに係る情報と、最短距離ＤＷに係る情報と、を含む情報表示画面を生成し、当該生成した情報表示画面をモニタ１４に表示する。 そして、このような処理によれば、例えば、図１８Ｃに示すような接岸支援情報を含む情報表示画面をモニタ１４に表示することができる。図１８Ｃは、接岸支援情報の表示例を示す図である。
　図１８Ｃに示した表示例によれば、対象船舶における近接部位ＰＷに相当する位置を把握することができる。また、図１８Ｃに示した表示例によれば、最短距離ＤＷが６．３９メートルであることを把握することができる。したがって、変形例によれば、接岸領域近くに他船等の障害物が存在していた場合に、その障害物に最も近接している船舶の部位と、その障害物への距離が把握できるため、より安全で円滑な操船支援に役立つものとなる。
　続いて、以上に述べた各処理に係る処理フローについて説明する。なお、以下に説明する処理フローに含まれる各処理は、例えば、図１６のステップＳ１７において実行されればよい。図１９は、本変形例における情報表示画面の生成に係る処理の一例を表すフローチャートである。
　まず、コントローラ１３は、ライダ３から出力される点群データに基づき、接岸場所に設置された少なくとも１つのマーカを検出することができたか否かを判定する（ステップＳ３１）。
　コントローラ１３は、接岸場所に設置されたマーカを検出することができたと判定した場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）には、当該マーカの座標位置、及び、当該接岸場所における接岸領域等に係る情報を取得した後、後述のステップＳ３３の処理を行う。一方、コントローラ１３は、接岸場所に設置されたマーカを検出することができなかったと判定した（ステップＳ３１：Ｎｏ）場合には、メモリ１２に格納されている地図データを参照することにより、当該接岸場所に対応する接岸領域の緯度及び経度に係る情報を当該地図データから取得可能であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。
　コントローラ１３は、接岸領域の緯度及び経度に係る情報を地図データから取得可能であると判定した場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）には、当該情報を取得した後、後述のステップＳ３３の処理を行う。一方、コントローラ１３は、接岸領域の緯度及び経度に係る情報を地図データから取得不可能であると判定した場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）には、後述のステップＳ３５の処理を行う。
　コントローラ１３は、ステップＳ３１またはステップＳ３２の処理結果に基づき、距離ｄｆ、距離ｄｒ及び速度ｖを算出するための処理を行う（ステップＳ３３）。
　続いて、コントローラ１３は、輪郭ポイントＰｏを用い、最短距離ＤＹ及びＤＺと、近接部位ＰＹ及びＰＺと、を決定するための処理を行う（ステップＳ３４）。
　続いて、コントローラ１３は、輪郭ポイントＰｏを用い、最短距離ＤＸと、近接部位ＰＸと、を決定するための処理を行う（ステップＳ３５）。
　続いて、コントローラ１３は、ライダ３から出力される点群データに基づき、対象船舶周辺の障害物が検出されたか否かを判定する（ステップＳ３６）。
　コントローラ１３は、対象船舶周辺の障害物が検出されたと判定した場合（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）には、輪郭ポイントＰｏを用い、最短距離ＤＷと、近接部位ＰＷと、を決定するための処理を行った（ステップＳ３７）後、後述のステップＳ３８の処理を行う。一方、コントローラ１３は、対象船舶周辺の障害物が検出されなかったと判定した場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）には、ステップＳ３７の処理をスキップし、後述のステップＳ３８の処理を行う。
　コントローラ１３は、ステップＳ３１～Ｓ３７までの処理により得られた少なくとも１つのパラメータに係る情報を含む情報表示画面を生成し（ステップＳ３８）、当該生成した情報表示画面をモニタ１４に表示する。
　なお、本変形例によれば、ステップＳ３８により生成される情報表示画面における各情報の表示の要否が、ユーザの指示に応じて選択されるようにしてもよい。
　以上に述べた処理によれば、取得手段は、船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得する。また、以上に述べた処理によれば、マーカ位置取得手段は、計測データに基づき、船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域に関する目印となる２つのマーカの位置を取得する。また、以上に述べた処理によれば、表示処理手段は、２つのマーカの位置に基づいて特定された接岸領域と、船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う。
　以上に述べたように、本実施例によれば、接岸領域と、対象船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を、各表示例に示したような態様でモニタ１４に表示することができる。そのため、本実施例によれば、接岸領域と船舶との位置関係を的確に把握することができる。
　なお、コントローラ１３は、接岸場所にマーカが設けられていない場合であっても、接岸パラメータを算出することができる。そのため、本実施例によれば、コントローラ１３は、接岸場所にマーカが設けられていない場合であっても、第１表示方法における距離ｄｑ、第２表示方法におけるｖｑ、第３表示方法における角度Ψｑの情報をモニタ１４に表示することができる。また、コントローラ１３は、接岸領域を構成する４つの頂点各々の緯度及び経度が地図データに予め登録されており、かつ、対象船舶にＧＮＳＳ信号の受信機が設けられている場合は、接岸場所にマーカが設けられていなくとも、第１～第５表示方法における各表示例に示した情報と同様の情報をモニタ１４に表示することができる。
　上述した実施例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータである制御部等に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記憶媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記憶媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記憶媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。すなわち、本願発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。
　１　情報処理装置
　２　センサ群
　３　ライダ

Claims (14)

  1. 　船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得する取得手段と、
    　前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う表示処理手段と、
    　を有する情報処理装置。
  2. 　前記計測データに基づき、前記接岸領域に関する目印となる少なくとも１つのマーカの位置を取得するマーカ位置取得手段をさらに有し、
    　前記表示処理手段は、前記少なくとも１つのマーカの位置に基づいて特定された前記接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 　前記表示処理手段は、前記船舶の船首から前記接岸領域の前端部までの距離に係る情報と、前記船舶の船尾から前記接岸領域の後端部までの距離に係る情報と、を前記表示装置に表示するための処理を行う請求項２に記載の情報処理装置。
  4. 　前記表示処理手段は、さらに、前記船舶から前記接岸場所の岸壁側面までの距離に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う請求項３に記載の情報処理装置。
  5. 　前記表示処理手段は、前記船舶が前記接岸領域の岸壁方向に移動する速度に係る情報と、前記船舶が前記接岸領域の前後方向に移動する速度に係る情報と、を前記表示装置に表示するための処理を行う請求項２に記載の情報処理装置。
  6. 　前記表示処理手段は、さらに、前記船舶が前記接岸領域の岸壁方向に移動する速度と、前記船舶が前記接岸領域の前後方向に移動する速度と、を合成することにより算出される、前記船舶の移動速度に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う請求項５に記載の情報処理装置。
  7. 　前記表示処理手段は、前記接岸場所の岸壁側面に対する前記船舶の向きを示す角度に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う請求項２に記載の情報処理装置。
  8. 　前記表示処理手段は、前記接岸領域内を移動する前記船舶に係る情報として、現在時刻から所定時間が経過するタイミングまでにおける前記船舶の予測位置及び予測姿勢に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う請求項２に記載の情報処理装置。
  9. 　前記表示処理手段は、前記接岸領域内または前記接岸領域周辺を移動する前記船舶に係る情報として、前記船舶を現在位置から前記接岸領域内の所定の接岸位置へ導くための経路に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う請求項２に記載の情報処理装置。
  10. 　前記船舶の輪郭ポイントから前記接岸場所の岸壁側面に沿った直線へ下した垂線の長さの中の最小となるものを抽出し、前記船舶の船体から前記接岸場所の岸壁までの最短距離を算出する最短対岸距離算出手段と、
    　前記最短距離が算出された前記輪郭ポイントを、前記接岸場所の岸壁に最も近接する前記船舶の船体の部位に相当する近接部位として決定する近接部位決定手段と、をさらに有し、
    　前記表示処理手段は、前記最短距離及び前記近接部位に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う請求項１に記載の情報処理装置。
  11. 　前記船舶の輪郭ポイントから前記接岸場所の岸壁以外の物体を表す前記計測データまでの距離の最小値を抽出し、前記船舶の船体から前記物体までの最短距離を算出する物体距離算出手段と、
    　前記最短距離が算出された前記輪郭ポイントを、前記物体に最も近接する前記船舶の船体の部位に相当する近接部位として決定する近接部位特定手段と、をさらに有し、
    　前記表示処理手段は、前記最短距離及び前記近接部位に係る情報を前記表示装置に表示するための処理を行う請求項１に記載の情報処理装置。
  12. 　コンピュータが実行する制御方法であって、
    　船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得し、
    　前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示するための処理を行う制御方法。
  13. 　船舶に設けられた計測装置が生成する計測データを取得し、
    　前記計測データに基づき、前記船舶が接岸場所に接岸する際に位置すべき領域である接岸領域と、前記船舶と、の相対的な位置関係に係る情報を表示装置に表示する処理をコンピュータに実行させるプログラム。
  14. 　請求項１３に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005180949A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Tama Tlo Kk 船舶自動接岸システム
KR20110113029A (ko) * 2010-04-08 2011-10-14 목포대학교산학협력단 위치기반 센서를 이용한 선박 접안 유도시스템
JP2012528417A (ja) * 2009-05-26 2012-11-12 フィリップ グラセール コンピュータ支援による船舶操縦方法
KR101620369B1 (ko) * 2016-02-01 2016-05-13 주식회사 마텍 선박 접안 관리 시스템 및 이의 실행 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005180949A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Tama Tlo Kk 船舶自動接岸システム
JP2012528417A (ja) * 2009-05-26 2012-11-12 フィリップ グラセール コンピュータ支援による船舶操縦方法
KR20110113029A (ko) * 2010-04-08 2011-10-14 목포대학교산학협력단 위치기반 센서를 이용한 선박 접안 유도시스템
KR101620369B1 (ko) * 2016-02-01 2016-05-13 주식회사 마텍 선박 접안 관리 시스템 및 이의 실행 방법

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