WO2023210366A1 - 航走波低減支援装置、プログラム及び方法 - Google Patents

航走波低減支援装置、プログラム及び方法 Download PDF

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    • B63H25/04—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring automatic, e.g. reacting to compass

Abstract

本装置は、船舶に搭載される航走波低減支援装置２である。本装置は、前記船舶の情報、及び前記船舶の周囲の他船舶２４又は海洋構造物の情報を取得する入力インターフェース４と、前記入力インターフェース４又は前記憶器６から前記情報が入力される演算器８と、を備える。前記演算器８は、前記入力された情報に基づき、前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶２４又は前記海洋構造物の位置での波高を予測し、前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断し、前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め、前記変更針路又は変更速度の情報を出力する。

Description

航走波低減支援装置、プログラム及び方法
　本開示は、航走波低減支援装置、プログラム及び方法に関する。
　船舶が航行した際に生じる航走波は、小型船舶の転覆、係留中の船舶の破損等の事故の要因となりうる。近年、大型船舶の増加や船舶の高速化により、航走波の影響は増す傾向にある。航走波の影響による事故を防止する装置への要求が、大きくなっている。例えば特開２０１６－５５７７２公報には、他船が発生させた航走波を検知して、グラフィカルに表示する装置が開示されている。これにより、ユーザーが航走波の影響を低減するための行動をとることを、可能としている。
特開２０１６－５５７７２公報
　航走波を検知するシステムが他船が発生させた航走波を検知しても、乗員の不注意等で、十分な回避行動をとれない場合がある。また係留中の船舶や海洋中に設けられた構造物は、航走波を回避することはできない。航走波を発生させる側の船舶において、航走波が他の船舶及び構造物に及ぼす影響を低減させることが重要となる。
　本発明者の意図するところは、航走波が他船舶及び海洋中の構造物に及ぼす影響を低減させることを可能にした、航走波低減支援装置、プログラム及び方法の提供にある。
　本装置は、船舶に搭載される航走波低減支援装置である。本装置は、前記船舶の情報及び前記船舶の周囲の他船舶又は海洋構造物の情報を取得する入力インターフェースと、前記入力インターフェースからの前記情報が入力される演算器と、を備える。前記演算器は、前記入力された情報に基づき、前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶又は前記海洋構造物の位置での波高を予測し、前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断し、前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め、前記変更針路又は変更速度の情報を出力する。
　本プログラムは、船舶に搭載されたプロセッサを動作させるプログラムである。本プログラムは、前記船舶の情報、及び前記船舶の周囲の他船舶又は海洋構造物の情報に基づき、前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶又は前記海洋構造物の位置での波高を予測する処理と、前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断する処理と、前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め前記変更針路又は変更速度の情報を出力する処理と、を前記プロセッサに実行させる。
　本方法は、船舶の航行の際に使用される航走波低減支援方法である。本方法は、前記船舶の情報、及び前記船舶の周囲の他船舶又は海洋構造物の情報に基づき、前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶又は前記海洋構造物の位置での波高を予測し、前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断し、前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め、前記変更針路又は変更速度の情報を出力する。
　本航走波低減支援装置は、船舶が発生させる航走波の、他船舶又は海洋構造物の位置での波高を予測し、この波高が許容値を超える場合に、変更針路又は変更速度を求めて、この情報出力する。これにより、航走波の他船舶又は海洋構造物へ影響を抑えることができる。
図１は、一実施形態に係る航走波低減支援装置が示された、ブロック図である。 図２は、図１の演算器での処理が示されたフロー図である。 図３は、図２の航走波高予測の処理が示されたフロー図である。 図４は、図２の許容値設定処理の説明のための、航走波の進行方向と他船舶の向きとの関係が示された模式図である。 図５は、図２の変更針路又は変更速度決定の処理の、結果の一例が示された模式図である。 図６Ａは本支援装置を使用した航走波低減支援システムの例であり、図６Ｂは本支援装置を搭載した船舶の例である。 図７は、図２の航走波高予測の処理の、他の実施形態が示されたフロー図である。 図８Ａ及び８Ｂは、図７の航走波走行距離計算の処理を説明するための模式図である。 図９は、図２の許容値設定処理の他の実施形態を説明するための、航走波と他船舶の大きさとの関係が示された模式図である。 図１０は、図２の変更針路又は変更速度決定の処理の、他の実施形態での結果の一例が示された模式図である。 図１１Ａは図２の変更針路又は変更速度決定の処理の、さらに他の実施形態が示されたフロー図であり、図１１Ｂはこの処理での結果の一例が示された模式図である。 図１２Ａは図２の変更針路又は変更速度決定の処理の、さらに他の実施形態が示されたフロー図であり、図１２Ｂはこの処理を説明するための模式図である。 図１３は、図２の変更針路又は変更速度決定の処理の、さらに他の実施形態を説明するための模式図である。
　以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態が詳細に説明される。
　図１は、一実施形態に係る航走波低減支援装置２（以下支援装置２と称される）が示されたブロック図である。この支援装置２は、船舶に搭載される。この支援装置２は、船舶が出す航走波の、他の船舶、海洋に設置された構造物等への影響を低減するための装置である。本明細書では、本支援装置２が搭載された船舶は、「自船舶」と称される。自船舶の航走波の影響を受ける他の船舶は、「他船舶」と称される。他船舶は、航海中（航行中、漂泊中及び錨泊中を含む）であってもよく、係留中であってもよい。自船舶の航走波の影響を考慮する必要がある海洋に設置された構造物は、「海洋構造物」と称される。海洋構造物の例として、桟橋、養殖用筏、建設中の設備が挙げられる。
　図１に、支援装置２のブロック図が示されている。この支援装置２は、入力インターフェース４、記憶器６及び演算器８を備える。図１には、支援装置２に情報を送る種々の機器が示されている。これらのうち、ＧＮＳＳ受信器１０、ジャイロコンパス１３及び操船装置１５は、自船舶の情報を支援装置２に送る。ＡＩＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）受信器１２は、他船舶の情報を支援装置２に送る。カメラ１６、ＬｉＤＡＲ１４及びレーダー１４は、自船舶の周囲情報を、支援装置２に送る。これらの機器は、自船舶に搭載されている。入力器１７は、自船舶の乗員が使用する。入力器１７は、典型的にはキーボード又はタッチパネルである。図１には、本支援装置２の結果を受け取る、表示装置１８及び自動運転装置２０も示されている。
　入力インターフェース４は、図１に示された機器から情報を取得する。各機器が入力インターフェース４に提供可能な情報は、以下のとおりである。
　（ａ）ＧＮＳＳ受信器１０
　ＧＮＳＳ受信器１０が入力インターフェース４に提供可能な情報として、自船舶の現在位置及び真針路が挙げられる。ここで真針路とは、自船舶が実際に移動している方向である。自船舶は、船首方向に移動するだけではなく、潮流の影響を受けることがある。また自船舶は、サイドスラスタにより横方向に移動することがある。これらの影響も含め、地球に対して自船舶が移動している方向が、真針路である。
　（ｂ）ジャイロコンパス１３
　ジャイロコンパス１３が入力インターフェース４に提供可能な情報として、自船舶の船首方位が挙げられる。
　（ｃ）操船装置１５
　操船装置１５は、機関制御装置及び操舵制御装置を含む。機関制御装置が入力インターフェース４に提供可能な情報として、機関の回転数の設定値及びその測定値が挙げられる。機関の回転数により、自船舶の概略の速度が得られる。操舵制御装置が入力インターフェース４に提供可能な情報として、舵角設定値及びその測定値が挙げられる。舵角により、自船舶の概略の変針方向が得られる。
　（ｄ）ＡＩＳ受信器１２
　ＡＩＳ受信器１２は、入力インターフェース４に他船舶の情報を提供する。ＡＩＳ受信器１２が入手可能な他船舶の情報として、他船舶の船種、船長、船幅、位置、船首方位、対地速力、航海状態、回頭速度が挙げられる。ここで回頭速度とは、船首方位の変化速度である。航海状態とは、他船舶が、錨泊中、係留中、機走中、帆走中、運転不自由状態等のいずれの状態であるかを表す。ＡＩＳ送信器は、他船舶に搭載されているか、又は陸上の中継施設に設置されている。中継施設は、他船舶に搭載されたＡＩＳ送信器からの情報を受信し、これを中継施設のＡＩＳ送信器から送信する。なお、小型の船舶では、ＡＩＳ送信器が搭載されていない場合がある。この場合、入力インターフェース４にこの他船舶の情報を送るＡＩＳ送信器は、存在しない。
　（ｅ）カメラ１６
　カメラ１６が入力インターフェース４に提供可能な情報として、他船舶及び海洋構造物の、種類、他船舶の向き（対向角度）、大きさ並びに形状が挙げられる。これらは、撮影した画像を解析することで得られる。さらに、ステレオカメラ等の使用等により複数の異なる位置から対象物を撮影することで、自船舶と、他船舶又は海洋構造物との相対距離が取得できる。さらに所定の時間間隔をおいて他船舶との相対距離を取得することで、他船舶と自船舶の相対速度を取得することができる。この実施形態では、カメラ１６は、通常のカメラ１６及び赤外線カメラ１６を含む。これにより、入力インターフェース４は、カメラ１６から、昼間だけでなく、夜間でも他船舶及び海洋構造物の情報の取得が可能となっている。
　（ｆ）ＬｉＤＡＲ又はレーダー１４
　ＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４が入力インターフェース４に提供可能な情報として、自船舶と他船舶又は海洋構造物との相対距離が挙げられる。さらに所定の時間間隔をおいて他船舶との相対距離を取得することで、他船舶と自船舶の相対速度を取得することができる。
　（ｇ）入力器１７
　入力インターフェース４は、入力器１７からユーザーが指定した各種パラメータを取得することができる。パラメータの例としては、後述する、航走波高の予測値を計算する際の特性波高及び他船舶又は海洋構造物の許容波高が挙げられる。
　図１では、入力インターフェース４は、上記（ａ）から（ｇ）の機器から情報を取得しているが、この図は一例である。入力インターフェース４は、上記（ａ）から（ｇ）の全ての機器から、情報を取得していなくてもよい。上記（ａ）から（ｇ）の一部の機器から、情報を取得していてもよい。
　例えば本実施形態では、本船舶と、他船舶又は海洋構造物との相対距離が必要となる。この距離は、ＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４から取得できる。この相対距離が、カメラ１６から取得されてもよい。他船舶との相対距離については、ＧＮＳＳ受信器１０から取得した自船舶の位置と、ＡＩＳ受信器１２から取得した他船舶の位置とから、取得されてもよい。海洋構造物との相対距離については、ＧＮＳＳ受信器１０から取得した自船舶の位置と、電子海図から取得した海洋構造物の位置とから、取得されてもよい。相対距離が、これらを組み合わせて取得されてもよい。本船舶と他船舶又は海洋構造物との相対距離をＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４のみから取得する場合、ＡＩＳ受信器１２及び電子海図はなくてもよい。いずれの場合でも、入力インターフェース４が取得する情報に、少なくとも、他船舶又は海洋構造物の位置情報（絶対位置又は本船舶との相対位置）が含まれていることが必要となる。
　実施形態によっては、他船舶の形状の情報（長さ又は向き）が必要となる。この形状の情報は、カメラ１６から取得されてもよく、ＡＩＳ受信器１２から取得されてもよい。この形状の情報が、これらを組み合わせて取得されてもよい。小船などのように他船舶の情報を提供するＡＩＳ送信器が存在しないときは、他船舶の形状の情報は、カメラ１６から取得される。
　入力インターフェース４が情報を取得する機器は、上記（ａ）から（ｇ）に限られない。入力インターフェース４が、その他の機器から、自船舶の情報、及び他船舶又は海洋構造物の情報を取得してもよい。
　記憶器６には、電子海図が格納されている。演算器８は、記憶器６から電子海図の情報を取得する。この電子海図は、海洋構造物の情報を含む。この実施形態では、海洋構造物の情報は、海洋構造物の位置、大きさ、形状及び海洋構造物の許容波高を含んでいる。許容波高は、この海洋構造物の安全性の確保のために、許容できる最大の波高である。許容波高が海洋構造物の情報に含まれていなくてもよい。電子海図は、必要に応じて移動体通信や衛星通信を介してデータ更新される。
　演算器８は、入力インターフェース４からの情報を基にして、自船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、他船舶又は海洋構造物の位置での波高を予測し、予測した波高が許容値を超えるか否かの判断を行う。許容値を超えるときに、演算器８は、この波高を小さくするための、変更針路又は変更速度を求める。この実施形態では、演算器８は、プロセッサとこのプロセッサを動作させるプログラムとから構成されている。プログラムは、記憶器６に格納されている。演算器８の一部又は全部が、専用の回路で構成されていてもよい。
　図２に、演算器８の処理フローが示されている。図２で示されるように、この処理フローは、ステップＳ１からＳ８までを含んでいる。
　ステップ１では、演算器８は、入力インターフェース４から情報を受け取る。演算器８は、電子海図の情報が記憶器８に書き込まれている場合は、この情報を読み出す。入力インターフェース４からの情報は順次更新されているため、演算器８は継続してこの入力インターフェース４からの情報を更新している。
　ステップ２では、演算器８は、入力インターフェース４から受け取った情報から、航走波の影響を受ける可能性のある対象物を探索する。例えば演算器８は、カメラ１６の画像から、又はＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４の情報から、他船舶又は海洋構造物を探索する。演算器８は、併せて電子海図の情報から、自船舶と所定の距離内に位置する海洋構造物を探索してもよい。探索された他船舶又は海洋構造物が、航走波の影響を受ける可能性のある「対象物」とされる。この実施形態では、他船舶又は海洋構造物が複数存在するときは、自船舶と最も距離が近い他船舶又は海洋構造物が、対象物とされる。他の実施形態として、最も航走波の影響を受け易い他船舶が、対象とされてもよい。例えば最も小さな他船舶が対象とされてもよい。航走波の影響を受ける可能性のある複数の他船舶又は海洋構造物が、対象とされてもよい。この場合、それぞれの対象物に対して本処理が実施されて、それらの結果の中から適切な変更針路又は変更速度が選択される。
　ステップ３では、ステップ２での対象物の探索の結果が判断される。対象物が存在するときはステップＳ４が実施され、存在しないときはステップＳ１に戻る。
　ステップ４では、演算器８は、自船舶が発生させた航走波の、対象物とした他船舶又は海洋構造物の位置における、波高を予測する。この実施形態では、自船舶の進行方向と垂直な方向に計測した自船舶と対象物との最短距離を用いて、対象物とした他船舶又は海洋構造物の位置における波高が予測される。図３に、ステップ４での処理フローが示されている。この実施形態では、ステップ４は、以下のステップ４－１）からステップ４－４）をさらに含む。
　ステップ４－１）：対象物との距離の特定
　ＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４の情報から、自船舶と、対象物との距離が特定される。複数の異なる位置から撮影したカメラ画像から、自船舶と、対象物との距離が特定されてもよい。他船舶に搭載されたＡＩＳ送信器から他船舶の位置情報が得られるときは、自船舶の位置と他船舶の位置とから、自船舶と他船舶との距離が特定されてもよい。対象物が電子海図から特定した海洋構造物の場合は、自船舶の位置とこの海洋構造物の位置から距離が特定されてもよい。
　ステップ４－２）：対象物に対する、自船舶の進行方向の特定
　対象とした他船舶又は海洋構造物に対する、自船舶の進行方向（相対進行方向）が特定される。例えば、ＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４、又はカメラ１６で、自船舶に対する他船舶の距離と方向とを所定の時間をおいて２回計測することで、相対進行方向が特定できる。他船舶のＡＩＳ送信器から他船舶の情報が得られるときは、自船舶の進行方向と、自船舶のＡＩＳ受信器１２の情報から取得した他船舶の真針路から、相対進行方向が特定されてもよい。なお、対象物が静止しているときは、自船舶の進行方向が相対進行方向である。
　ステップ４－３）：対象物と、自船舶との最短距離の計算
　対象物と自船舶との距離及び相対進行方向から、自船舶が現行針路及び現行速度で航行したときの、自船舶の航路計画線と垂直方向に計測した対象物との最短距離Ｓｓが計算される。
　ステップ４－４）：対象物の位置における、航走波高の予測値の計算
　本実施形態では、自船舶が速度ＶＫで航行しているとき、自船舶から距離Ｓ離れた位置での航走波の高さＨの予測には、以下の式が使用される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  上記の式でＨ０は航走波の特性波高である。特性波高Ｈ０は、自船舶が満載航行速力で航行しているときの、航跡中心線から１００ｍの距離で観測される、最大波高である。Ｖｋは、自船舶の満載航行速力である。特性波高Ｈ０及び満載航行速力Ｖｋは、自船舶において予め取得されている。これらは、記憶器６に格納されているか、又は入力器１７からユーザーが入力する。演算器８は、対象物の位置における航走波高の予測値ＨＭを、上記の式（１）において、距離Ｓを上記の最短距離Ｓｓとすることで計算する。
　ステップ５では、対象物が許容できる波高（許容値）が設定される。この実施形態では、対象物が他船舶であるか、その他の海洋構造物であるかで、許容値の設定の方法が異なる。対象物が海洋構造物の場合、予め決められた所定の許容波高の値が、許容値として設定される。対象物が記憶器６から取得した海洋構造物であり、許容波高が記憶器６に記憶されている場合は、当該許容波高が許容値として設定される。許容波高が入力器１７から入力された場合は、当該許容波高が許容値として設定される。対象物が他船舶である場合、この実施形態では、航走波の進行方向に対する他船舶の向きを基にして、許容値が設定される。一例として、以下のステップ５－１）からステップ５－３）により、許容値が設定される。
　ステップ５－１）：他船舶の向きの特定
　演算器８は、カメラ１６の画像から、他船舶の向き（例えば、前後方向が向く方向）を特定する。他船舶が航行しているときには他船舶の進行方向を特定して、これを前後方向としてもよい。他船舶のＡＩＳ送信器から他船舶の情報が得られるときは、自船舶のＡＩＳ受信器１２の情報から取得した他船舶の船首方位から、他船舶の向きが特定されてもよい。
　ステップ５－２）：航走波の進行方向に対する、他船舶の向きの特定
　演算器８は、自船舶が現行速度及び現行針路で航行するとして、他船舶と自船舶とが最短距離Ｓｓとなったときの、航走波の進行方向に対する他船舶の向きを特定する。図４には、この様子が示されている。図４において、自船舶２２の両側のハッチは、航走波を表す。ハッチが濃いほど、航走波の波高が高いことを表している。矢印は、航走波の進行方向を表す。航走波は、自船舶２２の進行方向に対し垂直方向に進むとしている。演算器８は、他船舶２４の向きとこの航走波の進行方向から、走波の進行方向に対する、他船舶２４の向きを特定する。図４Ａには、航走波の進行方向と他船舶２４の前後方向とが、垂直である例が示されている。図４Ｂ及び４Ｃには、航走波の進行方向と他船舶２４の前後方向が、平行である例が示されている。
　ステップ５－３）：許容値の設定
　演算器８は、航走波の進行方向に対する他船舶２４の向きに対応した、許容値を設定する。図４において、符号θは、航走波の進行方向と他船舶２４の前後方向とがなす角度を表す。この実施形態では、航走波の進行方向が他船舶２４の前後方向と垂直である場合（図４Ａ）、航走波の進行方向が他船舶２４の前後方向と平行である場合（図４Ｂ、４Ｃ）より、許容値は小さく設定される。航走波を前方から受ける場合の角度θが０°とされ、航走波を後方から受ける場合の角度θが１８０°とされたとき、この実施形態では、角度θが０°から９０°に近づくにつれて許容値は連続的に小さく設定され、角度θが９０°から１８０°に近づくにつれて許容値は連続的に大きく設定される。角度θが０°から９０°に近づくにつれて、許容値が段階的に小さく設定されてもよい。角度θが９０°から１８０°に近づくにつれて、許容値が段階的に大きく設定されてもよい。
　他船舶２４が、航走波を前方から受けるか、後方から受けるかにより、異なる値が許容値として設定されてもよい。この実施形態では、航走波を前方から受ける場合（図４Ｂ）の許容値が、航走波を後方から受ける場合（図４Ｃ）の許容値より大きく設定される。すなわち、角度θが０°での許容値は、角度θが１８０°での許容値よりも大きい値に設定される。
  ステップ６では、演算器８は、ステップＳ４で計算した航走波高の予測値ＨＭと、ステップＳ５で設定した許容値とを比較する。予測値ＨＭが許容値を超えている場合、ステップＳ７が実行される。予測値ＨＭが許容値以下の場合は、ステップＳ１に戻る。
  ステップ７では、対象物の位置での航走波高を小さくするための、針路変更又は変更速度が求められる。ステップ８で出力する針路変更又は変更速度が決定される。この実施形態では、速度は維持したまま、針路を変更することで、航走波高を小さくしている。すなわちこの実施形態では、変更針路のみが求められる。
  図５に、変更針路の一例が示されている。図５において、破線Ｄｏが現行の予定針路を表す。変更針路は、例えば以下のステップで求められる。
  ステップ７－１）：　他船舶２４からの許容距離の計算
　演算器８は、自船舶２２が現行速度で進行したときに、航走波高を許容値以下とするための、必要最小限の距離（許容距離）を計算する。これは、前述の式（１）において、航走波高ＨＭが許容値となるような、距離Ｓを計算することで得られる。図５において、符号ｓｍが許容距離を表す。
  ステップ７－２）：　変更針路の決定
　演算器８は、自船舶２２と他船舶２４との最小距離が上記の許容距離ｓｍとなる針路を求める。図５の破線Ｄｎが、この針路の例である。演算器８は、この針路を出力する変更針路として決定する。ただし、航行中の自船舶２２には慣性が働くため、自船舶２２は急に方向を転換することはできない。最大限に針路を変更しても、自船舶２２と他船舶２４との最小距離を、許容距離ｓｍとできない場合がある。この場合演算器８は、最大限針路を変えた場合の針路を予測し、これを出力する変更針路として決定する。
  ステップ８では、ステップ７の決定結果が出力される。この実施形態では、変更針路の情報が出力される。この実施形態では、結果は表示装置１８用のデータ及び自動運転装置２０用のデータのいずれでも出力可能となっている。表示装置１８用のデータは、変更針路に加えて、航走波が進む様子及び航走波の波高の情報も含む。ステップ８が終了すると、ステップ１に戻る。
  なお、図２のフローでは、処理の終了が存在しない。この実施形態では、例えば、自船舶２２が航行を停止したとき等の割り込み処理により、演算器８のフローが終了する。
  図６には、本支援装置２の適用例が示されている。図６Ａには、本支援装置２と表示装置１８とを備える、航走波低減支援システム２６が示されている。表示装置１８は、支援装置２が出力した変更針路又は変更速度の情報を表示する。表示装置１８は、航走波が進む様子、及び航走波の波高の情報をさらに表示してもよい。図６Ｂには、本支援装置２と自動運転装置２０とを備える、船舶２８が示されている。自動運転装置２０は、本支援装置２が出力した変更針路又は変更速度に従い、自動運転を行う。
　以下では、本実施形態の作用効果が説明される。
  本実施形態の支援装置２は、自船舶２２が発生させる航走波の、他船舶２４又は海洋構造物の位置での波高を予測し、この波高が許容値を超える場合に、変更針路を求める。自船舶２２は、この変更針路に従って航行することで、他船舶２４又は海洋構造物の位置における、航走波の波高を低くできる。本支援装置２により、自船舶２２の航走波の、他船舶２４又は海洋構造物へ影響を抑えることができる。
  この実施形態では、航海中の他船舶２４だけでなく、係留中の他船舶２４及び海洋構造物も対象にして、航走波の影響を低減するように、変更針路を求める。本支援装置２により、係留中の他船舶２４及び海洋構造物に対しても、航走波の影響を抑えることができる。
  この実施形態では、本支援装置２は、航走波の進行方向に対する他船舶２４の向きを特定し、この向きに対応した許容値を設定する。航走波の影響は、航走波の進行方向に対する他船舶２４の向きで異なる。本支援装置２では、この向きに対応した許容値を設定することで、航走波の他船舶２４への影響をより効果的に抑えることができる。
  この実施形態では、航走波の進行方向と他船舶２４の前後方向とが垂直である場合に、これが平行である場合より、許容値は小さく設定される。航走波が他船舶２４に対して横波である場合、縦波である場合より他船舶２４へ与える影響は大きい。航走波の進行方向と他船舶２４の前後方向とが垂直である場合に、これが平行である場合より許容値を小さくすることで、航走波が横波となる場合でも、航走波の他船舶２４への影響を抑えることができる。
  この実施形態では、航走波の進行方向と他船舶２４の前後方向との角度θが０°から９０°に近づくにつれて、許容値は連続的又は段階的に小さく設定される。航走波の影響は、角度θが９０°に近づくほど大きくなる。このようにすることで、航走波の他船舶２４への影響を抑えることができる。
  他船舶２４が航走波を後方から受ける場合の許容値は、航走波を前方から受ける場合の許容値より小さく設定されるのが好ましい。他船舶２４が後方から航走波を受ける場合、前方から航走波を受ける場合と比べて、航走波から受ける影響は大きい。このようにすることで、航走波を後方から受ける場合でも、航走波の他船舶２４への影響を抑えることができる。
  この実施形態では、本支援装置２は、変更針路についての情報を、表示装置１８用のデータとして出力できる。さらに、本支援装置２は、航走波が進む様子、及び航走波高を表示するための情報も、表示装置１８用のデータとして出力できる。自船舶２２の乗員は、これらの情報を表示画面で確認できる。これは、乗員による、航走波の他船舶２４又は海洋構造物への影響を考慮した、安全な運転に寄与する。
  この実施形態では、本支援装置２は、変更針路についての情報を、自動運転装置２０用のデータとして出力できる。本支援装置２の情報を使用することで、航走波の他船舶２４又は海洋構造物への影響を抑制した、安全な自動運転が実現される。
 ［航走波高予測についての他の実施形態］
　以下では、図２のステップ４の「航走波高予測」について、他の実施形態が説明される。
［他の実施形態１］
　ステップ４では、演算器８は、自船舶２２が発生させた航走波の、対象物の位置における波高を予測する。この実施形態では、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触すると予測される位置における航走波の波高が、対象物とした他船舶２４の位置における波高として予測される。詳細には、自船舶２２及び他船舶２４が現行速度及び現行針路で航行するとして、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの、この航走波が発生してから他船舶２４に接触するまでの航走波の伝播距離が予測され、この伝播距離により、他船舶２４の位置での波高が予測される。図７にステップ４ａでの処理フローが示されている。この実施形態では、ステップ４は、以下のステップ４ａ－１）からステップ４ａ－４）をさらに含む。
　ステップ４ａ－１）：対象物の位置の特定
　ＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４の情報から、対象物の位置Ｐ１（ｘ１、ｙ１）が特定される。複数の異なる位置から撮影したカメラ画像から、対象物の位置Ｐ１が特定されてもよい。他船舶２４に搭載されたＡＩＳ送信器から他船舶２４の位置情報が得られるときは、ＡＩＳ送信器からの情報から、位置Ｐ１が特定されてもよい。なお、この位置Ｐ１を表す座標軸は、適切に決められればよい。例えば現在の自船舶２２の位置Ｐ0（ｘ0、ｙ0）を原点として、自船舶２２の前後進方向をｘ軸、横進方向をｙ軸としてもよい。航走波高の計算において、統一された座標軸が使用されていればよい。以下の説明では、計算式が簡易になるように、自船舶２２の前後進方向をｘ軸としている。自船舶２２の速度がＶのとき、自船舶２２の針路及び速度を表す速度ベクトルｖ0は、次式となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 航走波は、自船舶２２の針路に対して、垂直に進行すると仮定される。従って、航走波は、y軸と平行に進行する。
　ステップ４ａ－２）：対象物の針路及び速度の特定
　このステップでは、対象とした他船舶２４の針路及び速度を表す速度ベクトルｖ１が特定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ここでＶ1ｘは前述のｘ軸方向の速度成分であり、及びＶ1yは前述のｘ軸方向の速度成分である。例えば、ＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４、又はカメラ１６で、自船舶２２に対する他船舶２４の距離と方向とを所定の時間をおいて２回計測することで、自船舶２２と他船舶２４との相対進行方向及び速度が特定できる。この情報と、自船舶２２の針路及び速度を表す速度ベクトルｖ0から、速度ベクトルｖ1が得られる。他船舶２４のＡＩＳ送信器からＡＩＳ情報として他船舶２４の位置、船首方位、船側などの情報が得られるときは、このＡＩＳ情報から速度ベクトルｖ1を算出してもよい。
　ステップ４ａ－３）：他船舶２４に接触時の航走波の伝播距離の計算
　このステップでは、自船舶２２の位置Ｐ0及び速度ベクトルｖ0と、他船舶２４の位置Ｐ１及び速度ベクトルｖ1とから、自船舶２２及び他船舶２４がこのままの速度と針路で航行するとして、他船舶２４と接触する航走波について、航走波が発生してから他船舶２４と接触するまでの航走波の伝播距離Ｓｒ（航走波伝播距離Ｓｒ）が計算される。以下では、航走波伝播距離Ｓｒの計算例が、図８Ａ及びＢを使用して説明される。
　図８Ａは、現在の自船舶２２と他船舶２４が示された例である。図８Ｂは、自船舶２２及び他船舶２４が共に現行の速度及び針路で航行するとして、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの図が示されている。図８Ｂで示されるように、航走波は、自船舶２２の後方に、進行方向に対して傾斜して広がっている。この航走波と他船舶２４とが、位置Ｐｑで接触している。
　現在からｔｍ秒後に図８Ｂの状態となるとすると、自船舶２２の位置は、Ｐ0＋ｖ0×ｔｍである。位置Ｐｑで衝突している航走波は、ｔｍ秒後より前に、自船舶２２より出された波である。このｔｍ秒後に対してｔｎ秒前に自船舶２２より出された航走波の、ｔｍ秒後での座標Ｐｑ０
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 は、次の式（２）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 この式で、λは航走波の伝播速度であり、ここでは一定の値であると仮定される。ここで、ベクトルｉを
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 とおくと、式（２）は、以下の式（３）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 一方、他船舶２４は時間ｔｍの間にベクトルｖ1の速度及び針路で進んでいるため、他船舶２４の位置Ｐｑ１
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 は、以下の式（４）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 時間ｔｍ秒後に航走波と他船舶２４とが位置Ｐｑで接触していることから、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 となる。これを、上記の式（３）及び（４）を用いて書き直すと、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 となる。式（５）には、ｘ座標とｙ座標についての二つの等式が存在しており、また変数が時間ｔｍ及びｔｎであるので、変数が二つの連立方程式となる。この連立方程式を解くことで、時間ｔｎが求められる。時間ｔｎは、航走波が伝播した時間であるので、航走波伝播距離Ｓｒは、以下の式となる。
　Ｓｒ＝λ×ｔｎ
これにより、航走波伝播距離Ｓｒが計算される。
　ステップ４ａ－４）：対象物の位置における、航走波高の予測値の計算
　このステップでは、前述のステップ４－４）と同様に、式（１）を使用して、航走波の高さＨが予測される。高さＨは、式（１）において、距離Ｓを上記の航走波伝播距離Ｓｒとすることで計算される。
  この実施形態では、自船舶２２の位置、針路及び速度と、他船舶２４の位置、針路及び速度とから、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの、この航走波が発生してから他船舶２４に接触するまでの航走波の伝播距離が予測される。この伝播距離により、他船舶２４の位置での波高が予測される。この方法では、他船舶２４が移動している場合であっても、他船舶２４の位置での航走波の波高が精度良く予測できる。
　なお、この自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの航走波伝播距離Ｓｒから航走波の高さＨを予測する実施形態を採用したときは、図２の「許容値設定」の及び「変更経路または変更速度決定」のステップにおいても、航走波伝播距離Ｓｒに基づいた処理が採用される。例えば、前述のステップ５－２の「演算器８は、自船舶２２が現行速度及び現行針路で航行するとして、他船舶２４と自船舶２２とが最短距離Ｓｓとなったときの、航走波の進行方向に対する他船舶２４の向きを特定する」との処理は、「演算器８は、自船舶２２が現行速度及び現行針路で航行するとして、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの、航走波の進行方向に対する他船舶２４の向きを特定する」と変更される。 ステップ７－２の「演算器８は、自船舶２２と他船舶２４との最小距離が上記の許容距離ｓｍとなる針路を求める」との処理は、「演算器８は、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの航走波伝播距離Ｓｒが上記の許容距離ｓｍとなる針路を求める」と変更される。さらにステップ７－２の「最大限に針路を変更しても、自船舶２２と他船舶２４との最小距離を、許容距離ｓｍとできない場合がある。この場合演算器８は、最大限針路を変えた場合の針路を予測し、これを出力する変更針路として決定する。」との処理は、「最大限に針路を変更しても、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの航走波伝播距離Ｓｒを、許容距離ｓｍとできない場合がある。この場合演算器８は、最大限針路を変えた場合の針路を予測し、これを出力する変更針路として決定する。」と変更される。
 ［基準値設定についての他の実施形態］
　以下では、図２のステップ５の「許容値設定」について、他の実施形態が説明される。
［他の実施形態２］
　この実施形態では、対象物が他船舶２４である場合、他船舶２４の長さを基にして、許容値が設定される。この実施形態では、ステップ５は、以下のステップ５ａ－１）及びステップ５ａ－２）を含む。
　ステップ５ａ－１）：他船舶２４の長さの特定
　演算器８は、カメラ１６の画像及びＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４の情報から、他船舶２４の長さを特定する。例えば、演算器８は、カメラ１６の画像内での他船舶２４の長さと向き、及びＬｉＤＡＲ１４又はレーダー１４から取得した自船舶２２と他船舶２４との距離から、他船舶２４の長さを計算する。複数の異なる位置から撮影したカメラ画像から、他船舶２４の向き及び長さが特定されてもよい。他船舶にＡＩＳ送信器が存在するときは、このＡＩＳ信号を受信した自船舶のＡＩＳ受信器１２の情報から、他船舶２４の長さが特定されてもよい。
　ステップ５ａ－２）：許容値の設定
　演算器８は、他船舶２４の長さに対応した許容値を設定する。この様子が図９に示される。図９Ｂの他船舶２４の長さは、図９Ａの他船舶２４の長さより短い。図９Ｂの場合、図９Ａの場合よりも、許容値は小さく設定される。この実施形態では、許容値は、他船舶２４の長さが短くなるにつれて連続的に小さな値に設定される。許容値が、他船舶２４の長さが短くなるにつれて段階的に小さな値に設定されてもよい。
  この実施形態では、上記のとおり、他船舶２４の長さが短くなるにつれて、許容値は、連続的に又は段階的に小さな値に設定される。小さな他船舶２４は、航走波の影響を受け易い。このように許容値を設定することで、小さな他船舶２４に対しても、航走波の影響が抑えられている。
［他の実施形態３］
　図２のステップ５の「許容値設定」のさらに他の実施形態では、演算器８は、他船舶２４の向き及び長さの両方を基に、許容値を設定する。この実施形態では、ステップ５は、以下のステップ５ｂ－１）からステップ５ｂ－４）を含む。
　ステップ５ｂ－１）：他船舶２４の向きの特定
　ステップ５ｂ－２）：航走波の進行方向に対する、他船舶２４の向きの特定
　ステップ５ｂ－３）：他船舶２４の長さの特定
　ステップ５ｂ－４）：許容値の設定
　ステップ５ｂ－１）及びステップ５ｂ－２）は、それぞれ前述のステップ５－１）及びステップ５－２）と同じである。ステップ５ｂ－３）は、前述のステップ５ａ－１）と同じである。ステップ５ｂ－４）では、航走波の進行方向と他船舶２４の前後方向との角度θが０°から９０°に近づくにつれて、かつ、他船舶２４の長さが短くなるにつれて、許容値は、連続的に、又は段階的に小さく設定される。
［他の実施形態４］
　図２のステップ５の「許容値設定」のさらに他の実施形態では、他船舶２４に対する許容値は、予め決められた所定の値に設定される。演算器８は、例えば記憶器６からこの値を読み出して、許容値として設定する。演算器８は、例えば入力器１７から入力された値を、許容値として設定する。
 ［変更針路又は変更速度の決定についての他の実施形態］
　以下では、図２のステップ７の処理について、他の実施形態が説明される。
［他の実施形態５］
　図２のステップ７の他の実施形態では、対象物が他船舶２４である場合、対象物の位置での航走波高を小さくするために、現行針路は維持したまま、速度が変更される。すなわちこの実施形態では、出力する変更速度のみが決定される。
  図１０に、速度の変更による、航走波高低減の一例が示されている。図１０において、破線Ｄｏが現行の予定針路を表す。自船舶２２は、変更速度となるように減速している。図１０では、自船舶２２の両側のハッチの幅が自船舶２２が進むにつれて、徐々に小さくなっている。これは、自船舶２２の減速に従って、航走波の高さが徐々に低くなっていることを表している。変更速度は、例えば以下のステップで求められる。
  ステップ７ａ－１）：　目標速度の計算
　演算器８は、自船舶２２が現行針路で進行したときに、航走波高を許容値以下とするための、速度の上限値を計算する。この計算には、前記のステップ４－３）で求めた自船舶２２と対象物との最短距離Ｓｓ（図１０参照）が使用される。速度の上限値は、前述の式（１）において、距離Ｓを最短距離Ｓｓとし、航走波高ＨＭが許容値となるような、速度ＶＫを計算することで得られる。これで得られた速度は、上限速度ＶＭと称される。
  ステップ７ａ－２）：　変更速度の決定
　演算器８は、前記の上限速度ＶＭを、出力する変更速度として決定する。ただし、航行中の自船舶２２には慣性が働くため、最大限減速しても上限速度ＶＭまで減速できない場合がおこる。この場合演算器８は、最大減速時の速度の予測値を、変更速度とする。
  この実施形態では、支援装置２は、自船舶２２が発生させる航走波の、他船舶２４又は海洋構造物の位置での波高を予測し、この波高が許容値を超える場合に、変更速度を求める。自船舶２２は、この変更速度で航行することで、他船舶２４又は海洋構造物の位置における、航走波の波高を低くできる。本支援装置２により、自船舶２２の航走波の、他船舶２４又は海洋構造物へ影響を抑えることができる。
　なお、この自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの航走波伝播距離Ｓｒから航走波の高さＨを予測する実施形態を採用したときは、ステップ７ａ－１）において、速度の上限値は、前述の式（１）において、距離Ｓを航走波伝播距離Ｓｒとし、航走波高ＨＭが許容値となるような、速度ＶＫを計算することで得られる。
［他の実施形態６］
　図２のステップ７のさらに他の実施形態では、対象物の位置での航走波高を小さくするために、針路又は速度の少なくとも一方が変更される。この実施形態では、針路の変更のみで波高を許容値以下とできるときは、この針路が変更針路とされる。針路の変更のみで波高を許容値以下にできないときは、針路の変更で最大限波高を低減し、さらに速度の変更で波高を低減するように、変更針路及び変更速度が求められる。図１１Ａに、この処理のフローが示されている。図１１Ｂには、この処理の結果の一例が示されている。図１１Ａに示されるように、この処理は、ステップ７ｂ－１）からステップ７ｂ－５）までを含む。
  ステップ７ｂ－１）：　許容距離の計算
　このステップは、前述の ステップ７－１）と同じである。すなわち、演算器８は、自船舶２２が現行速度で進行したときに、航走波高を許容値以下とするための、必要最小限の距離（許容距離ｓｍ）を計算する。
 　ステップ７ｂ－２）：　変更針路で航走波高を許容値以下できるかの判断
　このステップでは、演算器８は、最大限に針路を変更した場合に自船舶２２と他船舶２４との最小距離を許容距離ｓｍ以上にできるか否かを判断することで、変更針路のみで航走波高を許容値以下にできるか否かを判断する。できないと判断した場合は、ステップ７ｂ－３が実行される。できると判断した場合は、ステップ７ｂ－５）が実行される。
 　ステップ７ｂ－３）：　第一の変更針路の決定
　このステップでは、演算器８は、自船舶２２が他船舶２４から最大限遠くを通過する針路（第一の針路）が、出力する変更針路として決定される。図１１Ｂの破線の矢印Ｄｍは、決定された変更針路の例を表す。図１１Ｂで示されるように、変更針路Ｄｍでは、自船舶２２と他船舶２４との距離は、許容距離ｓｍより小さくなっている。
　ステップ７ｂ－４）：　変更速度の決定
　このステップでは、演算器８は、さらに航走波高を低減させるための、変更速度を求める。この処理では、自船舶２２が上記の針路Ｄｍで航行するとして、前述のステップ７ａ－１）とステップ７ａ－２）と同じ処理が実行される。図１１Ｂでは、自船舶２２の両側のハッチの幅が自船舶２２が進むにつれて狭くなっている。これは、自船舶２２が変更速度まで減速していることを示している。
  ステップ７ｂ－５）：　第二の変更針路の決定
　このステップでは、演算器８は、自船舶２２と他船舶２４との最小距離が上記の許容距離ｓｍとなる針路（第二の針路）が、出力する変更針路として決定される。
  この実施形態では、針路の変更のみで航走波高を許容値以下とできないときは、針路の変更で最大限波高を低減し、さらに速度の低減で波高を低減するように、変更針路及び変更速度が求められる。自船舶２２は、この変更針路及び変更速度に従って航行することで、他船舶２４又は海洋構造物の位置における、航走波の波高をより低くできる。この実施形態では、速度の低減をできるだけ抑えつつ、航走波による他船舶２４又は海洋構造物への影響を低減することができる。
　なお、この自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの航走波伝播距離Ｓｒから航走波の高さＨを予測する実施形態を採用したときは、ステップ７ｂ－１）及びステップ７ｂ－５）において、「自船舶２２と他船舶２４との最小距離」の代わりに、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触したときの航走波伝播距離Ｓｒが使用される。
［他の実施形態７］
　図２のステップ７のさらに他の実施形態では、対象物の位置での航走波高を小さくするために、針路又は速度の少なくとも一方が変更される。このフローでは、速度の変更のみで波高を許容値以下とできるときは、この速度を変更速度とする。速度の変更のみで波高を許容値以下とできないときは、速度の変更で最大限波高を低減しさらに針路の変更で波高を低減するように、変更針路及び変更速度が求められる。
  この実施形態では、自船舶２２は、この変更針路及び変更速度に従って航行することで、他船舶２４又は海洋構造物の位置における、航走波の波高をより低くできる。この実施形態では、針路の変更をできるだけ抑えつつ、航走波による他船舶２４又は海洋構造物への影響を低減することができる。
［他の実施形態８］
　図２のステップ７のさらに他の実施形態では、針路の変更のみで航走波高を基準値以下にしたときの最速の到着予想時刻と、速度の変更のみで航走波高を基準値以下にしたときの最速の到着予想時刻とを比較し、早い方を実現するように、変更針路又は変更速度の一方が求められる。図１２Ａに、この処理のフローが示されている。図１２Ｂは、この処理を説明する模式図である。図１２Ａに示されるように、この処理は、ステップ７ｃ－１）からステップ７ｃ－５）までを含む。
　ステップ７ｃ－１）：　第１到着時刻Ｔａ１の計算
　このステップでは、演算器８は、針路の変更のみで航走波の波高を許容値以下にするときの、「目的地点３０」への最速の予測到着時刻（第１到着時刻Ｔａ１）を計算する。針路の変更のみで航走波の波高を許容値以下にするとき、最速となる針路は、自船舶２２と他船舶２４との最小距離が前述の許容距離ｓｍとなる針路（図１２Ｂの矢印Ｄｎ）である。針路Ｄｎは、自船舶２２と他船舶２４との最小距離が許容距離ｓｍとなる地点を越えると、最速で現行の予定針路（図１２Ｂの矢印Ｄｏ）に戻る針路となっている。「目的地点３０」は、この変更針路Ｄｎが現行の予定針路Ｄｏと合流した後であればどこでも良いが、図１２Ｂの例ではこれらの合流地点が「目的地点３０」とされている。演算器８は、針路Ｄｎでの目的地点３０までの距離を、現行速度で割ることで「経過時間」を計算し、これを現在時刻に加えることで、第１到着時刻Ｔａ１を計算する。
　ステップ７ｃ－２）：　第２到着時刻Ｔａ２の計算
　このステップでは、演算器８は、速度の変更のみで航走波の波高を許容値以下にするときの、目的地点３０への最速の予測到着時刻（第２到着時刻Ｔａ２）を計算する。このステップでは、前述のステップ７ａ－１）と同様に、航走波高ＨＭが許容値となるような、上限速度ＶＭを計算する。自船舶２２は、他船舶２４との距離が最小となる位置を超えると、現行速度に戻るまで速度を上げる。演算器８は、現在位置から目的地点３０までの平均速度Ｖａを見積もる。例えば、簡易的にＶａは現行速度と上限速度ＶＭとの平均速値とされてもよい。演算器８は、予定針路Ｄｏでの目的地点３０までの距離を、平均速度Ｖａで割ることで「経過時間」を計算する。これを現在時刻に加えることで、第２到着時刻Ｔａ２が得られる。
　ステップ７ｃ－３）：　第１到着時刻Ｔａ１と第２到着時刻Ｔａ２との比較
　このステップでは、演算器８は、第１到着時刻Ｔａ１と第２到着時刻Ｔａ２とを比較する。第１到着時刻Ｔａ１が、第２到着時刻Ｔａ２と同等か又は第２到着時刻Ｔａ２より早い場合、ステップ７ｃ－４）が実行される。第１到着時刻Ｔａ１が第２到着時刻Ｔａ２より遅い場合、ステップ７ｃ－５）が実行される。
　ステップ７ｃ－４）：　変更針路の決定
　このステップでは、針路の変更のみで航走波の波高を許容値以下にするときの、到着時刻が最速となる針路（図１２Ｂの針路Ｄｎ）が、出力する変更針路として決定される。
　ステップ７ｃ－５）：　出力する変更速度の決定
　このステップでは、速度の変更のみで航走波の波高を許容値以下にするとき、到着時刻が最速となる速度（上限速度ＶＭ）が、出力する変更速度として決定される。
  この実施形態では、本支援装置２は、針路の変更のみで航走波高を基準値以下にしたときの到着時刻と、速度の変更のみで航走波高を基準値以下にしたときの到着時刻との早い方を実現するように、変更針路又は変更速度の一方が求められる。自船舶２２は、この変更針路又は変更速度に従って航行することで、到着時刻の遅れを少なくしつつ、他船舶２４又は海洋構造物の位置における、航走波の波高を低くできる。
　なお、この自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの航走波伝播距離Ｓｒから航走波の高さＨを予測する実施形態を採用したときは、「自船舶２２と他船舶２４との最小距離」の代わりに、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触したときの航走波伝播距離Ｓｒが使用される。
［他の実施形態９］
　図２のステップ７のさらに他の実施形態では、「前述の針路の変更のみで航走波の波高を許容値以下にしたとき」、及び「速度の変更のみで航走波の波高を許容値以下にしたとき」に加えて、「針路の変更と速度の変更との組み合わせで航走波の波高を許容値以下にしたとき」も考慮して、目的地点３０への到着時刻が最も早くなるように、変更針路又は変更速度が求められる。
　図１３は、この処理を説明する図である。図１３において、矢印Ｄｏは図１２Ｂと同様に予定針路を表す。これは、速度の変更のみで航走波高を許容値にするときの針路である。図１３において、矢印Ｄｎは図１２Ｂと同様に、針路の変更のみで航走波高を許容値にするときの針路を表す。矢印Ｄｍは、針路の変更と速度の変更との組み合わせで航走波の波高を許容値としたときの針路を表す。このときの速度は、針路Ｄｏを航行するときよりも早く、針路Ｄｎを航行するときよりも遅い。演算器８は、例えば針路Ｄｍでの自船舶２２と他船舶２４との距離の最小値をｘｍ（Ｓｓ≦ｘｍ≦ｓｍ）とし（図１３参照）、到着時刻Ｔｘが最も早くなる距離ｘｍを計算する。このときの針路及び速度から、変更針路又は変更速度が求められる。
  この実施形態では、針路の変更及び速度の変更の組み合わせも含めて、航走波高を許容値にしつつ到着時刻を最も早くするように、変更針路又は変更速度が決定される。自船舶２２は、この変更針路又は変更速度に従って航行することで、到着時刻の遅れを少なくしつつ、他船舶２４又は海洋構造物の位置における、航走波の波高を低くできる。
　なお、この自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触するときの航走波伝播距離Ｓｒから航走波の高さＨを予測する実施形態を採用したときは、「自船舶２２と他船舶２４との最小距離」の代わりに、自船舶２２の航走波が他船舶２４と接触したときの航走波伝播距離Ｓｒが使用される。
［他の実施形態１０］
　図２のステップ７のさらに他の実施形態では、燃費が最小となるように、変更針路又は変更速度が求められる。例えばこれは、速度の変化と燃費との関係のデータを予め取得しておくことで、実現できる。
　以上説明されたとおり、本支援装置により、航走波が他船舶及び海洋構造物に及ぼす影響を低減ができる。このことから、本支援装置の優位性は明らかである。
　本明細書で開示する演算器の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、および/または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウエアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウエアである。ハードウエアは、本明細書に開示されているハードウエアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウエアであってもよい。ハードウエアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウエアとソフトウエアの組み合わせであり、ソフトウエアはハードウエアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。
　［開示項目］
　以下の項目は、好ましい実施形態の開示である。
　［項目１］
　船舶に搭載される航走波低減支援装置であって、
　前記船舶の情報、及び前記船舶の周囲の他船舶又は海洋構造物の情報を取得する入力インターフェースと、
　前記入力インターフェースから前記情報が入力される演算器と、
を備え、
　前記演算器が、前記入力された情報に基づき、
　前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶又は前記海洋構造物の位置での波高を予測し、
　前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断し、
　前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め、前記変更針路又は変更速度の情報を出力する、
航走波低減支援装置。
　これにより、他船舶又は海洋構造物の位置における航走波の波高を低くでき、自船舶の航走波の、他船舶又は海洋構造物へ影響が抑えられる。
　［項目２］
　前記演算器に入力される情報が、少なくとも前記他船舶又は前記海洋構造物の位置の情報を含む、項目１に記載の航走波低減支援装置。
　［項目３］
　前記演算器に入力される情報が、前記入力インターフェースにより取得された、航海中又は係留中の他船舶の情報である、項目１又は２に記載の航走波低減支援装置。
　これにより、航海中の他船舶だけでなく、係留中の他船舶に対しても、航走波の影響が低減できる。
　［項目４］
　前記演算器に入力される情報が前記他船舶の位置、針路及び速度を得るための情報を含み、
　前記演算器が、前記船舶の位置、針路及び速度と、前記他船舶の位置、針路及び速度とを基にして、前記船舶の航走波と前記他船舶とが接触する位置での前記波高を予測する、項目３に記載の航走波低減支援装置。
　これにより、他船舶が航海中であっても、他船舶に対する航走波の影響が、精度よく予測できる。
　［項目５］
　前記演算器に入力される情報が前記他船舶の向きを得るための情報を含み、
　前記演算器が、
　前記向き得るための情報を基にした前記船舶が発生させた航走波の進行方向に対する前記他船舶の向きの特定と、
　前記向きに対応した前記許容値の設定と、をさらに行う、項目３に記載の航走波低減支援装置。
　これにより、航走波の進行方向に対する他船舶の向きを考慮した適切な許容値が設定でき、航走波に対する他船舶の安全を確保することができる。
　［項目６］
　前記航走波の進行方向と前記他船舶の前後方向とが垂直であるときの前記許容値が、前記航走波の進行方向と前記他船舶の前後方向とが平行であるときの前記許容値より小さい値に設定される、項目５に記載の航走波低減支援装置。
　これにより、航走波の進行方向と他船舶の前後方向とが垂直である「横波」となる場合でも、航走波の他船舶への影響が抑えられる。
　［項目７］
　前記演算器に入力される情報が前記他船舶の大きさを得るたるめの情報を含み、
　前記演算器が、
　前記他船舶の大きさを得るたるめの情報を基にした前記他船舶の長さの特定と、
　前記長さに対応した前記許容値の設定と、をさらに行う、項目３から６のいずれかに記載の航走波低減支援装置。
　これにより、他船舶の長さを考慮した適切な許容値が設定でき、航走波に対する他船舶の安全を確保することができる。
　［項目８］
　前記許容値が、前記特定した他船舶の長さが短くなるにつれて連続的又は段階的に小さな値に設定される、項目７に記載の航走波低減支援装置。
　これにより、長さが短い他船舶に対しても、航走波の影響を抑えることができる。
　［項目９］
　前記変更針路又は変更速度を求める際に、前記演算器が、
　針路の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にすることが可能か否かの判断を行い、
　可能と判断したときは、針路の変更のみで前記波高を前記許容値以下とする前記変更針路を求め、
　可能ではないと判断したときは、針路の変更で最大限波高を低減し、速度の変更でさらに波高を低減するようにして前記変更針路と前記変更速度を求める、項目１から８のいずれかに記載の航走波低減支援装置。
　これにより、針路変更だけでは航走波高を基準値以下とできない場合でも、速度の変更を併せて行うことで、航走波の波高を低くできる。速度の低減をできるだけ抑えつつ、航走波による他船舶又は海洋構造物への影響が低減できる。
　［項目１０］
　針路の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にするときの、目的地点への最速の予測到着時刻を第１到着時刻とし、
　速度の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にするときの、前記目的地点への最速の予測到着時刻を第２到着時刻としたとき、
　前記変更針路又は変更速度を求める際に、前記演算器が、
　前記第１到着時刻の計算及び前記第２到着時刻の計算を行い、
　前記第１到着時刻が前記第２到着時刻と同じ又は前記第２到着時刻より早いときは前記第１到着時刻を実現する針路を前記変更針路とし、
　前記第２到着時刻が前記第１到着時刻より早いときは前記第２到着時刻を実現する速度を前記変更速度とする、項目１から８のいずれかに記載の航走波低減支援装置。
　これにより、針路変更のみ、又は速度変更のみで、到着時刻の遅れを少なくしつつ、他船舶又は海洋構造物の位置における、航走波の波高を低くできる。
　［項目１１］
　前記変更針路又は変更速度を求める際に、前記演算器が、
　針路の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にするとき、速度の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にするとき、及び針路の変更と速度の変更との組み合わせで前記航走波の波高を前記許容値以下にするとき、のうち、目的地点への到着時刻が最も早くなる、針路又は速度又はこれらの組み合わせを、前記変更針路又は前記変更速度とする、項目１から８のいずれかに記載の航走波低減支援装置。
　これにより、針路変更のみ、又は速度変更のみだけでなく、針路変更と又は速度変更とを組み合わせる場合も含めて、到着時刻の遅れを少なくしつつ、他船舶又は海洋構造物の位置における、航走波の波高を低くできる。
　［項目１２］
　前記演算器が、前記変更針路又は変更速度の情報を表示する表示装置用のデータを出力する、項目１から１１のいずれかに記載の航走波低減支援装置。
　これにより、船舶の乗員が、走行波高を基準値以下とするための変更針路又は変更速度を容易に確認することができる。
　［項目１３］
　前記演算器が、前記変更針路又は変更速度の情報を基に運転を行う自動運転装置用のデータを出力する、項目１から１２のいずれかに記載の航走波低減支援装置。
　これにより、船舶が自動運転機能を備える場合、他船舶や海洋構造物への航走波の影響を抑えた自動運転が可能となる。
　［項目１４］
　項目１２に記載の航走波低減支援装置と、前記変更針路又は変更速度の情報を表示する表示装置とを備える、航走波低減支援システム。
　これにより、船舶の乗員が、走行波高を基準値以下とするための変更針路又は変更速度を容易に確認することができる。
　［項目１５］
　項目１３に記載の航走波低減支援装置と、前記変更針路又は変更速度の情報を基に自動で運転を行う自動運転装置とを備える、船舶。
　これにより、他船舶や海洋構造物への航走波の影響を抑えた自動運転が可能となる。
　［項目１６］
　船舶に搭載されたプロセッサを動作させるプログラムであって、
　前記船舶の情報、及び前記船舶の周囲の他船舶又は海洋構造物の情報に基づき、
　前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶又は前記海洋構造物の位置での波高を予測する処理と、
　前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断する処理と、
　前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め、前記変更針路又は変更速度の情報を出力する処理と、
を前記プロセッサに実行させる、航走波低減支援用のプログラム。
　［項目１７］
　船舶の航行の際に使用される航走波低減支援方法であって、
　前記船舶の情報、及び前記船舶の周囲の他船舶又は海洋構造物の情報に基づき、
　前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶又は前記海洋構造物の位置での波高を予測し、
　前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断し、
　前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め、前記変更針路又は変更速度の情報を出力する、
航走波低減支援方法。
　２・・・航走波低減支援装置
　４・・・入力インターフェース
　６・・・記憶器
　８・・・演算器
　１０・・・ＧＮＳＳ受信器
　１２・・・ＡＩＳ送信設備
　１３・・・ジャイロコンパス
　１４・・・ＬｉＤＡＲ、レーダー
　１５・・・操船装置
　１６・・・カメラ
　１７・・・入力器
　１８・・・表示装置
　２０・・・自動運転装置
　２２・・・自船舶
　２４・・・他船舶
　２６・・・航走波低減支援システム
　２８・・・船舶
　３０・・・目的地点

Claims (17)

  1. 　船舶に搭載される航走波低減支援装置であって、
    　前記船舶の情報、及び前記船舶の周囲の他船舶又は海洋構造物の情報を取得する入力インターフェースと、
    　前記入力インターフェースから前記情報が入力される演算器と、
    を備え、
    　前記演算器が、前記入力された情報に基づき、
    　前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶又は前記海洋構造物の位置での波高を予測し、
    　前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断し、
    　前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め、前記変更針路又は変更速度の情報を出力する、
    航走波低減支援装置。
  2. 　前記演算器に入力される情報が、少なくとも前記他船舶又は前記海洋構造物の位置の情報を含む、請求項１に記載の航走波低減支援装置。
  3. 　前記演算器に入力される情報が、前記入力インターフェースにより取得された、航海中又は係留中の他船舶の情報である、請求項１又は２に記載の航走波低減支援装置。
  4. 　前記演算器に入力される情報が前記他船舶の位置、針路及び速度を得るための情報を含み、
    　前記演算器が、前記船舶の位置、針路及び速度と、前記他船舶の位置、針路及び速度とを基にして、前記船舶の航走波と前記他船舶とが接触する位置での前記波高を予測する、請求項３に記載の航走波低減支援装置。
  5. 　前記演算器に入力される情報が前記他船舶の向きを得るための情報を含み、
    　前記演算器が、
    　前記向き得るための情報を基にした前記船舶が発生させた航走波の進行方向に対する前記他船舶の向きの特定と、
    　前記向きに対応した前記許容値の設定と、をさらに行う、請求項３に記載の航走波低減支援装置。
  6. 　前記航走波の進行方向と前記他船舶の前後方向とが垂直であるときの前記許容値が、前記航走波の進行方向と前記他船舶の前後方向とが平行であるときの前記許容値より小さい値に設定される、請求項５に記載の航走波低減支援装置。
  7. 　前記演算器に入力される情報が前記他船舶の大きさを得るたるめの情報を含み、
    　前記演算器が、
    　前記他船舶の大きさを得るたるめの情報を基にした前記他船舶の長さの特定と、
    　前記長さに対応した前記許容値の設定と、をさらに行う、請求項３に記載の航走波低減支援装置。
  8. 　前記許容値が、前記特定した他船舶の長さが短くなるにつれて連続的又は段階的に小さな値に設定される、請求項７に記載の航走波低減支援装置。
  9. 　前記変更針路又は変更速度を求める際に、前記演算器が、
    　針路の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にすることが可能か否かの判断を行い、
    　可能と判断したときは、針路の変更のみで前記波高を前記許容値以下とする前記変更針路を求め、
    　可能ではないと判断したときは、針路の変更で最大限波高を低減し、速度の変更でさらに波高を低減するようにして前記変更針路と前記変更速度を求める、請求項１又は２に記載の航走波低減支援装置。
  10. 　針路の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にするときの、目的地点への最速の予測到着時刻を第１到着時刻とし、
    　速度の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にするときの、前記目的地点への最速の予測到着時刻を第２到着時刻としたとき、
    　前記変更針路又は変更速度を求める際に、前記演算器が、
    　前記第１到着時刻の計算及び前記第２到着時刻の計算を行い、
    　前記第１到着時刻が前記第２到着時刻と同じ又は前記第２到着時刻より早いときは前記第１到着時刻を実現する針路を前記変更針路とし、
    　前記第２到着時刻が前記第１到着時刻より早いときは前記第２到着時刻を実現する速度を前記変更速度とする、請求項１又は２に記載の航走波低減支援装置。
  11. 　前記変更針路又は変更速度を求める際に、前記演算器が、
    　針路の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にするとき、速度の変更のみで前記航走波の波高を前記許容値以下にするとき、及び針路の変更と速度の変更との組み合わせで前記航走波の波高を前記許容値以下にするとき、のうち、目的地点への到着時刻が最も早くなる、針路又は速度又はこれらの組み合わせを、前記変更針路又は前記変更速度とする、請求項１又は２に記載の航走波低減支援装置。
  12. 　前記演算器が、前記変更針路又は変更速度の情報を表示する表示装置用のデータを出力する、請求項１又は２に記載の航走波低減支援装置。
  13. 　前記演算器が、前記変更針路又は変更速度の情報を基に運転を行う自動運転装置用のデータを出力する、請求項１又は２に記載の航走波低減支援装置。
  14. 　請求項１２に記載の航走波低減支援装置と、前記変更針路又は変更速度の情報を表示する表示装置とを備える、航走波低減支援システム。
  15. 　請求項１３に記載の航走波低減支援装置と、前記変更針路又は変更速度の情報を基に自動で運転を行う自動運転装置とを備える、船舶。
  16. 　船舶に搭載されたプロセッサを動作させるプログラムであって、
    　前記船舶の情報、及び前記船舶の周囲の他船舶又は海洋構造物の情報に基づき、
    　前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶又は前記海洋構造物の位置での波高を予測する処理と、
    　前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断する処理と、
    　前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め、前記変更針路又は変更速度の情報を出力する処理と、
    を前記プロセッサに実行させる、航走波低減支援用のプログラム。
  17. 　船舶の航行の際に使用される航走波低減支援方法であって、
    　前記船舶の情報、及び前記船舶の周囲の他船舶又は海洋構造物の情報に基づき、
    　前記船舶が現行針路及び現行速度で航行したときに発生させる航走波の、前記他船舶又は前記海洋構造物の位置での波高を予測し、
    　前記予測した波高が許容値を超えるか否かを判断し、
    　前記許容値を超えるときに変更針路又は変更速度を求め、前記変更針路又は変更速度の情報を出力する、
    航走波低減支援方法。
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