WO2023286354A1 - 自動追従システム及び自動追従方法 - Google Patents

自動追従システム及び自動追従方法 Download PDF

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WO2023286354A1
WO2023286354A1 PCT/JP2022/011355 JP2022011355W WO2023286354A1 WO 2023286354 A1 WO2023286354 A1 WO 2023286354A1 JP 2022011355 W JP2022011355 W JP 2022011355W WO 2023286354 A1 WO2023286354 A1 WO 2023286354A1
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WO
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ship
follow
vessel
ships
automatic
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PCT/JP2022/011355
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English (en)
French (fr)
Inventor
成一 魚下
拓 中村
Original Assignee
古野電気株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G3/00—Traffic control systems for marine craft

Definitions

  • the present invention relates to an automatic tracking system and an automatic tracking method.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to provide an automatic follow-up system and an automatic follow-up method that can easily reduce the burden of ship maneuvering.
  • an automatic tracking system includes a detection unit that detects a plurality of other ships sailing around a ship, and a ship that is selected from among the detected other ships to follow.
  • a selection unit that selects another ship, and a control unit that controls the ship and causes the ship to follow the selected other ship. According to this, it becomes easy to reduce the burden of maneuvering the ship.
  • the detection unit may be AIS, radar, or a camera. According to this, other ships can be detected by AIS, radar, or cameras.
  • the detection unit may be an AIS
  • the selection unit may select a ship having the same destination as the ship from among other ships detected by the AIS. According to this, it becomes easy to select another ship suitable for following.
  • the selection unit may select another ship located within at least one of a predetermined distance range and a predetermined azimuth range from the ship. According to this, it becomes easy to select another ship suitable for following.
  • the selection unit may select the other ship closest to the ship. According to this, even when there are a plurality of other ships, it becomes easy to select another ship suitable for following.
  • the selection unit may select another ship traveling in a direction away from the ship. According to this, it becomes easy to select another ship that is suitable for following and moves away from the ship.
  • control unit may cause the vessel to follow the selected other vessel in a backward following mode. According to this, it becomes possible to follow the rear of the selected other ship.
  • control unit may cause the vessel to follow in a relative position maintenance mode that maintains a predetermined relative position with the selected other vessel. According to this, it becomes possible to follow while maintaining the relative position with the other ship.
  • the predetermined relative position may be the relative position when the selected other ship is selected. According to this, it becomes possible to maintain the relative position when another ship is selected.
  • the control unit moves the selected other ship away from the selected other ship by a predetermined distance or more. You may control the ship. According to this, even if the distance between ships is relatively short when another ship is selected, it is possible to maintain the distance between ships at a predetermined distance or more.
  • the detection unit is a radar
  • the control unit causes the selected other ship detected by the radar to follow the ship so that it is maintained in a predetermined direction with respect to the ship. good too. According to this, it becomes easy to follow while maintaining the relative position with the other ship.
  • an area determination unit that determines an attribute of the area where the vessel navigates is further provided, and the control unit determines the area behind the selected other vessel when the area where the vessel navigates has a predetermined attribute. may be changed to a backward-tracking mode that tracks . According to this, it is possible to suppress the spread of own ship and other ships in an area with a predetermined attribute such as a port.
  • the above aspect may further include a communication unit that notifies the selected other ship to follow. According to this, it is possible for other ships to grasp that the ship is being followed.
  • the communication unit may further include a communication unit that receives a notification of switching between being followed and being followed from another ship that follows the ship, and the selection unit, when receiving the notification, follows the other ship that has transmitted the notification. may be selected as another ship to do so. According to this, it is possible to switch between following and being tracked.
  • an automatic following method detects a plurality of other ships sailing around a ship, selects another ship to be followed by the ship from among the detected other ships, to make the ship follow the selected other ship. According to this, it becomes easy to reduce the burden of maneuvering the ship.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an information processing device;
  • FIG. It is a figure which shows the example of another ship management database.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining selection of another ship; It is a figure explaining backward follow mode. It is a figure explaining backward follow mode. It is a figure explaining relative position maintenance mode. It is a figure explaining relative position maintenance mode. It is a figure which shows the procedure example of an automatic tracking method.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining switching between tracking and tracked;
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the automatic tracking system 100.
  • the automatic follow-up system 100 is a system mounted on a ship. In the following description, the ship equipped with the automatic follow-up system 100 is called “own ship”, and the other ships are called “other ships”.
  • the automatic tracking system 100 includes an information processing device 1, a display unit 2, a radar 3, an AIS 4, a camera 5, a GNSS receiver 6, a gyrocompass 7, an ECDIS 8, a wireless communication unit 9, and a ship control device 20. These devices are connected to a network N such as a LAN, and are capable of network communication with each other.
  • a network N such as a LAN
  • the information processing device 1 is a computer including a CPU, RAM, ROM, non-volatile memory, an input/output interface, and the like.
  • the CPU of the information processing device 1 executes information processing according to a program loaded from the ROM or nonvolatile memory to the RAM.
  • the program may be supplied via an information storage medium such as an optical disk or memory card, or via a communication network such as the Internet or LAN.
  • the display unit 2 displays the display image generated by the information processing device 1 .
  • the display unit 2 also displays radar images, camera images, electronic charts, and the like.
  • the display unit 2 is, for example, a display device with a touch sensor, a so-called touch panel.
  • the touch sensor detects a position within the screen indicated by a user's finger or the like.
  • the designated position is not limited to this, and may be input by a trackball or the like.
  • the radar 3 emits radio waves around its own ship, receives the reflected waves, and generates echo data based on the received signals.
  • the radar 3 also identifies the target from the echo data and generates target tracking data (TT data) representing the position and speed of the target.
  • TT data target tracking data
  • the AIS (Automatic Identification System) 4 receives AIS data from other ships around the ship or from land control. Not limited to AIS, VDES (VHF Data Exchange System) may be used.
  • the AIS data includes identification codes of other ships, ship names, positions, courses, ship speeds, ship types, hull lengths, destinations, and the like.
  • the camera 5 is a digital camera that captures images of the outside from the own ship and generates image data.
  • the camera 5 is installed, for example, on the bridge of the own ship facing the heading.
  • the camera 5 may be a camera having a pan/tilt function and an optical zoom function, a so-called PTZ camera.
  • the camera 5 may also include an image recognition unit that estimates the position and type of a target such as a ship included in the captured image using an object detection model.
  • the image recognition unit is not limited to the camera 5, and may be implemented in another device such as the information processing device 1 or the like.
  • the GNSS receiver 6 detects the position of the own ship based on radio waves received from the GNSS (Global Navigation Satellite System).
  • the gyrocompass 7 detects the heading of the own ship.
  • a GPS compass may be used instead of the gyro compass.
  • the ECDIS (Electronic Chart Display and Information System) 8 acquires the ship's position from the GNSS receiver 6 and displays the ship's position on the electronic chart.
  • the ECDIS 8 also displays the planned route of the own ship on the electronic chart.
  • a GNSS plotter may be used.
  • the radio communication unit 9 includes various radio equipment for realizing communication with other ships or land control, such as ultra-high frequency band, medium short wave band, and short wave band radio equipment.
  • the ship control device 20 controls the steering gear 110 and the engine 120 of the own ship to realize automatic ship maneuvering. Specifically, the ship control device 20 controls the steering angle of the steering gear 110 and the output of the engine 120 so as to follow the other ship selected by the information processing device 1 .
  • the ship control device 20 is an example of the control unit.
  • the information processing device 1 is an independent device, but it is not limited to this, and may be integrated with other devices such as the ECDIS 8 . That is, the functional units of the information processing device 1 may be realized by another device.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the information processing device 1.
  • the control unit 10 of the information processing device 1 includes an other ship management unit 11 , a following other ship selection unit 12 , a notification processing unit 13 , a mode setting unit 14 , a congestion determination unit 15 and an area determination unit 16 .
  • the other ship management unit 11 manages other ships detected by the radar 3, AIS 4, or camera 5.
  • the radar 3, the AIS 4, or the camera 5 are examples of detection units that detect other ships sailing around the own ship.
  • the detection unit is not limited to this, and may include, for example, LiDAR (Light Detection And Ranging) or millimeter wave radar.
  • the other ship management unit 11 manages other ships using the other ship management database built in the memory of the information processing device 1 .
  • Other ship data of other ships detected by the radar 3, AIS 4, and camera 5 are registered in the other ship management database.
  • the other ship management database includes fields such as "ship ID”, “source”, “position”, “bearing”, “ship speed”, and “destination”.
  • Ship ID is an identifier given to another ship.
  • Source represents what caused the other ship to be detected.
  • Position represents the position of the other ship.
  • the positions of other ships are represented by latitude and longitude, for example. Since the position of the other ship detected by the radar 3 or the camera 5 is the relative position to the own ship, it is converted into an absolute position using the position of the own ship detected by the GNSS receiver 6 .
  • azimuth represents the heading of the other ship.
  • Chip speed represents the speed of other ships.
  • the azimuth and ship speed detected by the radar 3 or camera 5 are estimated based on the detected temporal changes in the positions of other ships.
  • “Destination” represents the destination of the other ship.
  • a destination included in the AIS data received by the AIS 4 is entered in the "destination" field.
  • AIS4-sourced records contain a destination.
  • a plurality of other ship data representing the same other ship and having different sources are grouped into one record. For example, when the positions of other ships included in a plurality of other ship data are the same or close to each other, it is determined that they represent the same other ship.
  • the following other ship selection unit 12 selects another ship that the own ship follows from other ships detected by the radar 3, the AIS 4, or the camera 5 and managed by the other ship management unit 11. - ⁇ Then, the following other ship selection unit 12 provides the other ship data of the selected other ship to the ship control device 20 .
  • the following other ship selection unit 12 selects other ships having the same destination as the own ship from among the other ships detected by the AIS 4. Specifically, the following other ship selection unit 12 selects other ships having the same destination as the own ship from among the other ships whose "destination" is input in the other ship management database. As a result, other ships belonging to the same fleet or other ships whose destinations coincide with each other are selected as targets to be followed from other ships navigating around the own ship.
  • the following other ship selection unit 12 selects another ship OS that is within a predetermined distance range DR and a predetermined azimuth range AR from the own ship SS. Only one of the distance range DR and the azimuth range AR may be used as a condition. If there are a plurality of other ships OS in the distance range DR and the azimuth range AR, the other ship OS closest to the own ship SS is selected (the selected other ship is denoted as "CS").
  • the following other ship selection unit 12 selects the other ship OS that is in the distance range DR and the bearing range AR and that is traveling in a direction away from the own ship SS.
  • the other ship OS moving away from the own ship SS is prioritized over the other ship OS moving toward the own ship SS.
  • the azimuth range AR is determined based on, for example, the direction of travel of the own ship SS, the direction of the destination, the direction of the planned route, or the direction of the turning point. As a result, other ships having a common traveling direction and the like are selected as targets to be tracked from the other ships OS sailing around the own ship SS.
  • the notification processing unit 13 uses the wireless communication unit 9 to notify the selected other ship that the following is to be performed.
  • the ship control device 20 controls the steering gear 110 and the engine 120 of the own ship to select the selected other ship.
  • follow-up control is executed to follow.
  • the mode setting unit 14 sets the following mode for following other ships.
  • the follow-up mode includes, for example, a backward follow-up mode (see FIGS. 5A and 5B) and a relative position maintenance mode (see FIGS. 6A and 6B). Also, the mode setting unit 14 switches the tracking mode based on the determination result of the congestion determination unit 15 or the area determination unit 16 (details will be described later).
  • FIGS 5A and 5B are diagrams for explaining the backward tracking mode.
  • the backward follow-up mode is a follow-up mode in which the selected other ship CS is followed behind.
  • the ship control device 20 sets the target course TD so that it always faces the direction of the other ship CS, and controls the steering angle of the steering gear 110 so that the heading of the own ship SS is directed to the target course TD. do.
  • the ship control device 20 controls the output of the engine 120 so that the own ship SS maintains a predetermined distance from the other ship CS. That is, the ship control device 20 controls the output of the engine 120 so that the own ship SS does not come closer to the other ship CS than a predetermined distance.
  • Figs. 6A and 6B are diagrams for explaining the relative position maintenance mode.
  • the relative position maintenance mode is a follow-up mode in which the selected other ship CS is followed while maintaining a predetermined relative position.
  • the predetermined relative position is, for example, the relative position when the other ship CS is selected.
  • the ship control device 20 keeps the other ship CS detected by the radar 3 in a predetermined direction MD with respect to the own ship SS, and furthermore, keeps the own ship SS at a predetermined distance from the other ship CS.
  • the steering angle of the steering gear 110 and the output of the engine 120 are controlled.
  • the distance between own ship SS and other ship CS is less than a predetermined distance, and if it can be judged that a safe distance for navigation cannot be secured, own ship SS will set a safe distance for navigation.
  • the rudder angle of the steering gear 110 and the output of the engine 120 are controlled so that the vehicle is separated by a predetermined distance that can be guaranteed.
  • FIG. 6A and 6B show an example in which a plurality of ships GS1 to GS3 forming a fleet navigate while maintaining their relative positions.
  • FIG. 6A shows an example in which the two ships GS2 and GS3 in the back row select the leading ship GS1 as a follow target.
  • Vessel GS2 navigates such that vessel GS1 is maintained right forward
  • vessel GS3 navigates such that vessel GS1 is maintained left forward.
  • the vessel selected as the target to follow is not limited to the leading vessel GS1.
  • FIG. 6B shows an example in which the leading ship GS1 and the right rearward ship GS3 select the left rearward ship GS2 as the target to be followed.
  • Vessel GS1 navigates such that vessel GS2 is maintained to the rear left
  • vessel GS3 navigates such that vessel GS2 is maintained to the port.
  • FIG. 7 is a diagram showing a procedure example of an automatic tracking method implemented in the automatic tracking system 100.
  • FIG. 7 is a diagram showing a procedure example of an automatic tracking method implemented in the automatic tracking system 100.
  • the information processing device 1 selects another ship that the own ship follows from other ships detected by the radar 3, the AIS 4, or the camera 5 and managed by the other ship management database (see FIG. 3). (S11, processing as the following other ship selection unit 12).
  • the information processing device 1 determines whether or not the operator has approved to follow the selected other ship (S12). For example, the information processing device 1 presents the selected other ship on the display unit 2 and determines whether or not an operation input for approving follow-up has been received.
  • the information processing device 1 uses the wireless communication unit 9 to notify the selected other ship that follow-up will be performed (S13, as the notification processing unit 13 process). Notification may be made after the start of follow-up control.
  • the ship control device 20 starts follow-up control to make the own ship follow the selected other ship (S14).
  • the follow-up mode one of the backward follow-up mode and the relative position maintenance mode may be applied, or a mode selection operation input by the user may be accepted.
  • the information processing device 1 performs congestion determination based on the detection results of the radar 3, AIS 4, or camera 5 (S15, processing as the congestion determination unit 15). For example, the information processing device 1 refers to the other ship management database, calculates the degree of congestion based on the number of other ships sailing around the own ship, etc., and determines whether it is a congested sea area.
  • the information processing device 1 also determines the attributes of the sea area where the own ship navigates based on the nautical chart data from the ECDIS 8 (S16, processing as the area determination unit 16). For example, the information processing device 1 refers to nautical chart data and determines whether or not the sea area where the own ship navigates is a harbor sea area or a sea route sea area.
  • the information processing device 1 changes the tracking mode to the backward following mode (S17, mode setting unit 14).
  • the backward following mode is maintained as it is, and if it was in the relative position maintaining mode until then, it is switched to the backward following mode. As a result, it is possible to keep the own ship and other ships in line to suppress the spread.
  • the vessel control device 20 terminates the follow-up control, for example, when receiving an operation input to end the follow-up by the user (S18: YES).
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the switching of following and being followed between two ships.
  • ship 1 is sailing in self-propelled mode and ship 2 is sailing in follow-up mode (S21, S31).
  • the self-propelled mode is a mode in which follow-up control is not performed, that is, a mode in which the vessel is operated by the operator.
  • the information processing device 1 of the ship 1 transmits to the ship 2 a replacement request requesting replacement of tracking and tracked (S22).
  • a replacement request is sent, for example, when an operation input for sending a request by the user is received.
  • the information processing device 1 of the ship 2 receives the replacement request, and when the user approves the replacement of the follower and the tracked, returns a notification of approval to the ship 1 (S32).
  • a notice of approval is an example of a notice that swaps follow and follow.
  • the information processing device 1 of the ship 1 selects the ship 2 as another ship to be followed by the own ship, and switches the ship control device 20 from the self-propelled mode to the following mode for following the ship 2 (S23). , processing as the notification processing unit 13 and the following other ship selection unit 12).
  • the information processing device 1 of the ship 2 transmits the notification of approval, it switches the ship control device 20 from the following mode to follow the ship 1 to the self-running mode (S33). As described above, the switching between the tracking and the tracked is completed.
  • ship 2 may transmit a replacement request to ship 1, and ship 1 may reply to ship 2 with a notification of approval.
  • the replacement request is an example of a notification that switches the follower and the follower.
  • the information processing device 1 selects another ship to follow.
  • the present invention is not limited to this. good.
  • 1 Information processing device 2 Display unit, 3 Radar, 4 AIS, 5 Camera, 6 GNSS receiver, 7 Gyro compass, 8 ECDIS, 9 Wireless communication unit, 10 Control unit, 11 Other ship management unit, 12 Tracking other ship selection Unit, 13 Notification processing unit, 14 Mode setting unit, 15 Congestion determination unit, 16 Area determination unit, 20 Ship control device, 100 Automatic tracking system, 110 Steering gear, 120 Engine

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Abstract

【課題】操船の負担を軽減することが容易な自動追従システムを提供する。 【解決手段】自動追従システムは、船舶の周囲を航行する複数の他船を検出する検出部と、検出された他船の中から船舶が追従する他船を選択する選択部と、船舶を制御して、船舶を選択された他船に追従させる制御部と、を備える。

Description

自動追従システム及び自動追従方法
　本発明は、自動追従システム及び自動追従方法に関する。
　一般に、航行区域では、多くの船舶が航行している。
　ところで、長時間、船舶を操縦し続けることは、操船者にとって負担が大きい。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、操船の負担を軽減することが容易な自動追従システム及び自動追従方法を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の一の態様の自動追従システムは、船舶の周囲を航行する複数の他船を検出する検出部と、前記検出された他船の中から前記船舶が追従する他船を選択する選択部と、前記船舶を制御して、前記船舶を前記選択された他船に追従させる制御部と、を備える。これによると、操船の負担を軽減することが容易となる。
　上記態様において、前記検出部は、ＡＩＳ、レーダー、又はカメラであってもよい。これによると、ＡＩＳ、レーダー、又はカメラにより他船を検出することができる。
　上記態様において、前記検出部は、ＡＩＳであり、前記選択部は、前記ＡＩＳにより検出された他船の中から前記船舶と目的地が同じ他船を選択してもよい。これによると、追従に適した他船を選択することが容易となる。
　上記態様において、前記選択部は、前記船舶から所定の距離範囲及び所定の方位範囲の少なくとも一方にある他船を選択してもよい。これによると、追従に適した他船を選択することが容易となる。
　上記態様において、前記選択部は、前記所定の距離範囲及び前記所定の方位範囲の少なくとも一方に複数の他船がある場合に、前記船舶に最も近い他船を選択してもよい。これによると、複数の他船がある場合にも、追従に適した他船を選択することが容易となる。
　前記選択部は、前記船舶から離れる方向に進行する他船を選択してもよい。これによると、船舶から離れる方向に進行する、追従に適した他船を選択することが容易となる。
　上記態様において、前記制御部は、前記選択された他船の後方を追従する後方追従モードで前記船舶を追従させてもよい。これによると、選択された他船の後方に追従することが可能となる。
　上記態様において、前記制御部は、前記選択された他船との所定の相対位置を維持する相対位置維持モードで前記船舶を追従させてもよい。これによると、他船との相対位置を維持しながら追従することが可能となる。
　上記態様において、前記所定の相対位置は、前記選択された他船が選択されたときの相対位置であってもよい。これによると、他船が選択されたときの相対位置を維持することが可能となる。
　上記態様において、前記制御部は、前記選択された他船が選択されたときの前記船舶と前記選択された他船との距離が所定未満である場合、前記距離が所定以上まで離れるように前記船舶を制御してもよい。これによると、他船が選択されたときの船間距離が比較的近くても、船間距離を所定以上に保つことが可能となる。
　上記態様において、前記検出部は、レーダーであり、前記制御部は、前記レーダーにより検出される前記選択された他船が前記船舶に対して所定方向に維持されるように前記船舶を追従させてもよい。これによると、他船との相対位置を維持しながら追従することが容易となる。
　上記態様において、前記検出部の検出結果に基づいて輻輳判定を行う輻輳判定部をさらに備え、前記制御部は、輻輳と判定された場合に、前記選択された他船の後方を追従する後方追従モードに変更してもよい。これによると、輻輳領域で自船と他船の広がりを抑えることが可能となる。
　上記態様において、前記船舶が航行する領域の属性を判定する領域判定部をさらに備え、前記制御部は、前記船舶が航行する領域が所定の属性である場合に、前記選択された他船の後方を追従する後方追従モードに変更してもよい。これによると、港湾等の所定の属性の領域で自船と他船の広がりを抑えることが可能となる。
　上記態様において、追従することを前記選択された他船に通知する通信部をさらに備えてもよい。これによると、追従されることを他船が把握することが可能となる。
　上記態様において、前記船舶に追従する他船から追従と被追従を入れ替える通知を受信する通信部をさらに備え、前記選択部は、前記通知を受信した場合に、前記通知を送信した他船を追従する他船として選択してもよい。これによると、追従と被追従を入れ替えることが可能となる。
　また、本発明の他の態様の自動追従方法は、船舶の周囲を航行する複数の他船を検出し、前記検出された他船の中から前記船舶が追従する他船を選択し、前記船舶を制御して、前記船舶を前記選択された他船に追従させる。これによると、操船の負担を軽減することが容易となる。
自動追従システムの構成例を示す図である。 情報処理装置の例を示す構成図である。 他船管理データベースの例を示す図である。 他船の選択を説明するための図である。 後方追従モードを説明する図である。 後方追従モードを説明する図である。 相対位置維持モードを説明する図である。 相対位置維持モードを説明する図である。 自動追従方法の手順例を示す図である。 追従と被追従の入れ替えを説明する図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、自動追従システム１００の構成例を示すブロック図である。自動追従システム１００は、船舶に搭載されるシステムである。以下の説明では、自動追従システム１００が搭載された船舶を「自船」といい、その他の船舶を「他船」という。
　自動追従システム１００は、情報処理装置１、表示部２、レーダー３、ＡＩＳ４、カメラ５、ＧＮＳＳ受信機６、ジャイロコンパス７、ＥＣＤＩＳ８、無線通信部９、及び船舶制御装置２０を備えている。これらの機器は、例えばＬＡＮ等のネットワークＮに接続されており、相互にネットワーク通信が可能である。
　情報処理装置１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、及び入出力インターフェース等を含むコンピュータである。情報処理装置１のＣＰＵは、ＲＯＭ又は不揮発性メモリからＲＡＭにロードされたプログラムに従って情報処理を実行する。
　プログラムは、光ディスク又はメモリカード等の情報記憶媒体を介して供給されてもよいし、インターネット又はＬＡＮ等の通信ネットワークを介して供給されてもよい。
　表示部２は、情報処理装置１により生成された表示用画像を表示する。表示部２は、レーダー画像、カメラ画像、又は電子海図なども表示する。
　表示部２は、例えばタッチセンサ付き表示装置、いわゆるタッチパネルである。タッチセンサは、ユーザの指等による画面内の指示位置を検出する。これに限らず、トラックボール等により指示位置が入力されてもよい。
　レーダー３は、自船の周囲に電波を発するとともにその反射波を受信し、受信信号に基づいてエコーデータを生成する。また、レーダー３は、エコーデータから物標を識別し、物標の位置及び速度を表す物標追跡データ（ＴＴデータ）を生成する。
　ＡＩＳ（Automatic Identification System）４は、自船の周囲に存在する他船又は陸上の管制からＡＩＳデータを受信する。ＡＩＳに限らず、ＶＤＥＳ（VHF Data Exchange System）が用いられてもよい。ＡＩＳデータは、他船の識別符号、船名、位置、針路、船速、船種、船体長、及び目的地などを含んでいる。
　カメラ５は、自船から外部を撮像して画像データを生成するデジタルカメラである。カメラ５は、例えば自船のブリッジに船首方位を向いて設置される。カメラ５は、パン・チルト機能及び光学ズーム機能を有するカメラ、いわゆるＰＴＺカメラであってもよい。
　また、カメラ５は、撮像した画像に含まれる船舶等の物標の位置及び種別を物体検出モデルにより推定する画像認識部を含んでもよい。画像認識部は、カメラ５に限らず、情報処理装置１等の他の装置において実現されてもよい。
　ＧＮＳＳ受信機６は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）から受信した電波に基づいて自船の位置を検出する。ジャイロコンパス７は、自船の船首方位を検出する。ジャイロコンパスに限らず、ＧＰＳコンパスが用いられてもよい。
　ＥＣＤＩＳ（Electronic Chart Display and Information System）８は、ＧＮＳＳ受信機６から自船の位置を取得し、電子海図上に自船の位置を表示する。また、ＥＣＤＩＳ８は、電子海図上に自船の計画航路も表示する。ＥＣＤＩＳに限らず、ＧＮＳＳプロッタが用いられてもよい。
　無線通信部９は、例えば超短波帯、中短波帯、短波帯の無線設備など、他船又は陸上の管制との通信を実現するための種々の無線設備を含んでいる。
　船舶制御装置２０は、自船の操舵機１１０及びエンジン１２０を制御して、自動操船を実現する。具体的には、船舶制御装置２０は、情報処理装置１により選択された他船に追従するように操舵機１１０の舵角及びエンジン１２０の出力を制御する。船舶制御装置２０は、上記制御部の例である。
　本実施形態において、情報処理装置１は独立した装置であるが、これに限らず、ＥＣＤＩＳ８等の他の装置と一体であってもよい。すなわち、情報処理装置１の機能部が他の装置で実現されてもよい。
　図２は、情報処理装置１の構成例を示すブロック図である。情報処理装置１の制御部１０は、他船管理部１１、追従他船選択部１２、通知処理部１３、モード設定部１４、輻輳判定部１５、及び領域判定部１６を備えている。
　これらの機能部は、情報処理装置１の制御部１０がプログラムに従って情報処理を実行することによって実現される。
　他船管理部１１は、レーダー３、ＡＩＳ４、又はカメラ５により検出された他船を管理する。レーダー３、ＡＩＳ４、又はカメラ５は、自船の周囲を航行する他船を検出する検出部の例である。これに限らず、検出部は、例えばＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）又はミリ波レーダー等を含んでもよい。
　他船管理部１１は、情報処理装置１のメモリに構築された他船管理データベースによって他船を管理する。他船管理データベースには、レーダー３、ＡＩＳ４、及びカメラ５により検出された他船の他船データが登録される。
　図３に示すように、他船管理データベースは、「船舶ＩＤ」、「ソース」、「位置」、「方位」、「船速」、及び「目的地」等のフィールドを含んでいる。「船舶ＩＤ」は、他船に付与される識別子である。「ソース」は、何によって他船が検出されたかを表す。
　「位置」は、他船の位置を表す。他船の位置は、例えば緯度・経度によって表される。レーダー３又はカメラ５により検出される他船の位置は、自船に対する相対位置であるので、ＧＮＳＳ受信機６により検出される自船の位置を用いて絶対位置に変換される。
　「方位」は、他船の船首方位を表す。「船速」は、他船の船速を表す。レーダー３又はカメラ５により検出される方位及び船速は、検出される他船の位置の時間的変化に基づいて推定される。
　「目的地」は、他船の目的地を表す。「目的地」には、ＡＩＳ４により受信されたＡＩＳデータに含まれる目的地が入力される。このため、ＡＩＳ４をソースとするレコードのみが、目的地を含んでいる。
　なお、同一の他船を表す、ソースが互いに異なる複数の他船データは、１つのレコードにまとめられる。例えば、複数の他船データに含まれる他船の位置が同じ又は近い場合に、同一の他船を表すと判定される。
　図２の説明に戻る。追従他船選択部１２は、レーダー３、ＡＩＳ４、又はカメラ５により検出され、他船管理部１１で管理された他船の中から自船が追従する他船を選択する。そして、追従他船選択部１２は、選択された他船の他船データを船舶制御装置２０に提供する。
　例えば、追従他船選択部１２は、ＡＩＳ４により検出された他船の中から自船と目的地が同じ他船を選択する。具体的には、追従他船選択部１２は、他船管理データベースで「目的地」が入力された他船の中から自船と目的地が同じ他船を選択する。これにより、自船の周囲を航行する他船から、同じ船団に属する他船又は偶然に目的地が一致する他船などが、追従対象として選択される。
　又は、追従他船選択部１２は、図４に示すように、自船ＳＳから所定の距離範囲ＤＲ及び所定の方位範囲ＡＲにある他船ＯＳを選択する。距離範囲ＤＲ及び方位範囲ＡＲの一方のみを条件としてもよい。距離範囲ＤＲ及び方位範囲ＡＲに複数の他船ＯＳがある場合、自船ＳＳに最も近い他船ＯＳが選択される（選択された他船を「ＣＳ」と表記する）。
　より詳しくは、追従他船選択部１２は、距離範囲ＤＲ及び方位範囲ＡＲにあり、且つ自船ＳＳから離れる方向に進行する他船ＯＳを選択する。距離範囲ＤＲ及び方位範囲ＡＲに複数の他船ＯＳがある場合、自船ＳＳに近づく方向に進行する他船ＯＳよりも、自船ＳＳから離れる方向に進行する他船ＯＳが優先される。
　方位範囲ＡＲは、例えば自船ＳＳの進行方向、目的地の方向、計画航路の方向、又は変針点の方向などに基づいて定められる。これにより、自船ＳＳの周囲を航行する他船ＯＳから、進行方向などが共通する他船が追従対象として選択される。
　図２の説明に戻る。通知処理部１３は、追従他船選択部１２により他船が選択されると、無線通信部９を用いて、追従を行う旨を選択された他船に通知する。
　船舶制御装置２０は、追従他船選択部１２から選択された他船の他船データが提供されると、自船の操舵機１１０及びエンジン１２０を制御して、選択された他船に自船を追従させる追従制御を実行する。
　モード設定部１４は、他船を追従する追従モードを設定する。追従モードには、例えば後方追従モード（図５Ａ及び図５Ｂ参照）と、相対位置維持モード（図６Ａ及び図６Ｂ参照）とがある。また、モード設定部１４は、輻輳判定部１５又は領域判定部１６の判定結果に基づいて追従モードを切替える（詳細は後述する）。
　図５Ａ及び図５Ｂは、後方追従モードを説明する図である。後方追従モードは、選択された他船ＣＳの後方を追従する追従モードである。後方追従モードにおいて、船舶制御装置２０は、目標針路ＴＤを常に他船ＣＳの方向を向くように設定し、目標針路ＴＤに自船ＳＳの船首方位を向けるように操舵機１１０の舵角を制御する。
　また、後方追従モードにおいて、船舶制御装置２０は、自船ＳＳが他船ＣＳと所定距離を保つように、エンジン１２０の出力を制御する。すなわち、船舶制御装置２０は、自船ＳＳが他船ＣＳに所定距離よりも近づかないように、エンジン１２０の出力を制御する。
　図６Ａ及び図６Ｂは、相対位置維持モードを説明する図である。相対位置維持モードは、選択された他船ＣＳとの所定の相対位置を維持しながら追従する追従モードである。所定の相対位置は、例えば他船ＣＳが選択されたときの相対位置である。
　相対位置維持モードにおいて、船舶制御装置２０は、レーダー３により検出される他船ＣＳが自船ＳＳに対して所定方向ＭＤに維持されるように、さらには自船ＳＳが他船ＣＳと所定距離を保つように、操舵機１１０の舵角及びエンジン１２０の出力を制御する。特に、他船ＣＳが選択されたときの自船ＳＳと他船ＣＳ間の距離が所定未満であり、航行上安全な距離を確保できないと判断できる場合、自船ＳＳは航行上安全な距離を担保できる所定距離まで離れるように操舵機１１０の舵角及びエンジン１２０の出力を制御する。
　図６Ａ及び図６Ｂは、船団を組む複数の船舶ＧＳ１～ＧＳ３が相対位置を維持しながら航行する例を示している。図６Ａは、後列の２つの船舶ＧＳ２，ＧＳ３が先頭の船舶ＧＳ１を追従対象として選択した場合の例を示している。船舶ＧＳ２は、船舶ＧＳ１が右前方に維持されるように航行し、船舶ＧＳ３は、船舶ＧＳ１が左前方に維持されるように航行する。
　追従対象として選択される船舶は、先頭の船舶ＧＳ１に限られない。図６Ｂは、先頭の船舶ＧＳ１及び右後の船舶ＧＳ３が左後の船舶ＧＳ２を追従対象として選択した場合の例を示している。船舶ＧＳ１は、船舶ＧＳ２が左後方向に維持されるように航行し、船舶ＧＳ３は、船舶ＧＳ２が左方向に維持されるように航行する。
　図７は、自動追従システム１００において実現される、自動追従方法の手順例を示す図である。
　まず、情報処理装置１は、レーダー３、ＡＩＳ４、又はカメラ５により検出され、他船管理データベース（図３参照）で管理されている他船の中から、自船が追従する他船を選択する（Ｓ１１、追従他船選択部１２としての処理）。
　次に、情報処理装置１は、選択された他船への追従を操船者が承認したか否か判定する（Ｓ１２）。例えば、情報処理装置１は、選択された他船を表示部２に提示し、追従を承認する操作入力を受付けたか否か判定する。
　操船者が追従を承認した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、情報処理装置１は、無線通信部９を用いて、追従を行う旨を選択された他船に通知する（Ｓ１３、通知処理部１３としての処理）。通知は、追従制御の開始後であってもよい。
　次に、船舶制御装置２０は、選択された他船に自船を追従させる追従制御を開始する（Ｓ１４）。追従モードについては、後方追従モード及び相対位置維持モードの予め定められた一方が適用されてもよいし、ユーザによるモード選択の操作入力を受付けてもよい。
　追従制御中、情報処理装置１は、レーダー３、ＡＩＳ４、又はカメラ５の検出結果に基づいて輻輳判定を行う（Ｓ１５、輻輳判定部１５としての処理）。例えば、情報処理装置１は、他船管理データベースを参照し、自船の周囲を航行する他船の数等に基づいて輻輳の程度を算出し、輻輳海域であるか否か判定する。
　また、情報処理装置１は、ＥＣＤＩＳ８からの海図データに基づいて、自船が航行する海域の属性を判定する（Ｓ１６、領域判定部１６としての処理）。例えば、情報処理装置１は、海図データを参照し、自船が航行する海域が港湾海域又は航路海域であるか否か判定する。
　輻輳海域と判定された場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）又は港湾海域若しくは航路海域と判定された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、情報処理装置１は、追従モードを後方追従モードに変更する（Ｓ１７、モード設定部１４としての処理）。
　すなわち、それまで後方追従モードであった場合には、そのまま後方追従モードが維持され、それまで相対位置維持モードであった場合には、後方追従モードに切替えられる。これにより、自船と他船を一列にして広がりを抑えることが可能となる。
　その後、船舶制御装置２０は、例えばユーザによる追従終了の操作入力を受付けた場合等に（Ｓ１８：ＹＥＳ）、追従制御を終了する。
　図８は、２つの船舶間における追従と被追従の入れ替えを説明する図である。同図の例では、始めに、船舶１が自走モードで航行し、船舶２が追従モードで航行しているものとする（Ｓ２１，Ｓ３１）。自走モードは、追従制御が行われないモード、すなわち操船者の操作によって航行するモードである。
　船舶１の情報処理装置１は、追従と被追従の入れ替えを要求する入替要求を船舶２に送信する（Ｓ２２）。入替要求は、例えばユーザによる要求送信の操作入力を受付けた場合に送信される。
　船舶２の情報処理装置１は、入替要求を受信し、追従と被追従の入れ替えをユーザが承認した場合に、承認の通知を船舶１に返信する（Ｓ３２）。承認の通知は、追従と被追従を入れ替える通知の例である。
　船舶１の情報処理装置１は、承認の通知を受信すると、船舶２を自船が追従する他船として選択し、船舶制御装置２０を自走モードから船舶２に追従する追従モードに切替える（Ｓ２３、通知処理部１３及び追従他船選択部１２としての処理）。
　一方、船舶２の情報処理装置１は、承認の通知を送信すると、船舶制御装置２０を船舶１に追従する追従モードから自走モードに切替える（Ｓ３３）。以上により、追従と被追従の入れ替えが完了する。
　なお、この例とは逆に、船舶２から船舶１に入替要求が送信され、船舶１から船舶２に承認の通知が返信されてもよい。その場合、入替要求が、追従と被追従を入れ替える通知の例となる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が当業者にとって可能であることはもちろんである。
　上記実施形態では、情報処理装置１によって追従する他船が選択されたが、これに限らず、ユーザによる他船選択の操作入力を受付けて、選択された他船に自船を追従させてもよい。
１　情報処理装置、２　表示部、３　レーダー、４　ＡＩＳ、５　カメラ、６　ＧＮＳＳ受信機、７　ジャイロコンパス、８　ＥＣＤＩＳ、９　無線通信部、１０　制御部、１１　他船管理部、１２　追従他船選択部、１３　通知処理部、１４　モード設定部、１５　輻輳判定部、１６　領域判定部、２０　船舶制御装置、１００　自動追従システム、１１０　操舵機、１２０　エンジン

Claims (16)

  1. 　船舶の周囲を航行する複数の他船を検出する検出部と、
    　前記検出された他船の中から前記船舶が追従する他船を選択する選択部と、
    　前記船舶を制御して、前記船舶を前記選択された他船に追従させる制御部と、
    　を備える、自動追従システム。
  2. 　前記検出部は、ＡＩＳ、レーダー、又はカメラである、
    　請求項１に記載の自動追従システム。
  3. 　前記検出部は、ＡＩＳであり、
    　前記選択部は、前記ＡＩＳにより検出された他船の中から前記船舶と目的地が同じ他船を選択する、
    　請求項１に記載の自動追従システム。
  4. 　前記選択部は、前記船舶から所定の距離範囲及び所定の方位範囲の少なくとも一方にある他船を選択する、
    　請求項１または２に記載の自動追従システム。
  5. 　前記選択部は、前記所定の距離範囲及び前記所定の方位範囲の少なくとも一方に複数の他船がある場合に、前記船舶に最も近い他船を選択する、
    　請求項４に記載の自動追従システム。
  6. 　前記選択部は、前記船舶から離れる方向に進行する他船を選択する、
    　請求項４に記載の自動追従システム。
  7. 　前記制御部は、前記選択された他船の後方を追従する後方追従モードで前記船舶を追従させる、
    　請求項１ないし６の何れかに記載の自動追従システム。
  8. 　前記制御部は、前記選択された他船との所定の相対位置を維持する相対位置維持モードで前記船舶を追従させる、
    　請求項１ないし７の何れかに記載の自動追従システム。
  9. 　前記所定の相対位置は、前記選択された他船が選択されたときの相対位置である、
    　請求項８に記載の自動追従システム。
  10. 　前記制御部は、前記選択された他船が選択されたときの前記船舶と前記選択された他船との距離が所定未満である場合、前記距離が所定以上まで離れるように前記船舶を制御する、
    　請求項８または９に記載の自動追従システム。
  11. 　前記検出部は、レーダーであり、
    　前記制御部は、前記レーダーにより検出される前記選択された他船が前記船舶に対して所定方向に維持されるように前記船舶を追従させる、
    　請求項８ないし１０の何れかに記載の自動追従システム。
  12. 　前記検出部の検出結果に基づいて輻輳判定を行う輻輳判定部をさらに備え、
    　前記制御部は、輻輳と判定された場合に、前記選択された他船の後方を追従する後方追従モードに変更する、
    　請求項８ないし１１に記載の自動追従システム。
  13. 　前記船舶が航行する領域の属性を判定する領域判定部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記船舶が航行する領域が所定の属性である場合に、前記選択された他船の後方を追従する後方追従モードに変更する、
    　請求項８ないし１２に記載の自動追従システム。
  14. 　追従することを前記選択された他船に通知する通信部をさらに備える、
    　請求項１ないし１３の何れかに記載の自動追従システム。
  15. 　前記船舶に追従する他船から追従と被追従を入れ替える通知を受信する通信部をさらに備え、
    　前記選択部は、前記通知を受信した場合に、前記通知を送信した他船を追従する他船として選択する、
    　請求項１ないし１４の何れかに記載の自動追従システム。
  16. 　船舶の周囲を航行する複数の他船を検出し、
    　前記検出された他船の中から前記船舶が追従する他船を選択し、
    　前記船舶を制御して、前記船舶を前記選択された他船に追従させる、
    　自動追従方法。
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