WO2024069775A1 - 評価システム、評価方法、及びプログラム - Google Patents

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WO2024069775A1
WO2024069775A1 PCT/JP2022/036047 JP2022036047W WO2024069775A1 WO 2024069775 A1 WO2024069775 A1 WO 2024069775A1 JP 2022036047 W JP2022036047 W JP 2022036047W WO 2024069775 A1 WO2024069775 A1 WO 2024069775A1
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WO
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propeller
contamination
degree
surface roughness
light
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PCT/JP2022/036047
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English (en)
French (fr)
Inventor
徹郎 柳田
Original Assignee
日本郵船株式会社
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.)
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B59/00Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/30Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation for diagnosing, testing or predicting the integrity or performance of vessels

Definitions

  • the present invention relates to a technology for evaluating the surface condition of ship propellers.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose Technology that allows divers to measure the surface roughness of a propeller underwater (e.g., Patent Documents 1 and 2).
  • the surface condition of a propeller includes surface roughness and fouling degree.
  • Surface roughness indicates the degree of surface unevenness.
  • Fouling degree indicates the degree of fouling due to the attachment of marine organisms.
  • the maintenance method for a propeller may differ between cases where the surface roughness is high and cases where the degree of fouling is high.
  • biofilms which are fouling caused by living organisms, organize and become stronger as they grow. When a biofilm grows strong, it becomes difficult to remove the biofilm during maintenance. For this reason, it is preferable to increase the frequency of maintenance when the surface of a propeller is highly fouled, for example, compared to cases where the surface roughness of the propeller is high, so that appropriate maintenance can be performed before the biofilm grows strong.
  • the tools used for maintenance, the polishing method, and the time required for maintenance differ between cases where the surface of a propeller is highly fouled and cases where the surface roughness of the propeller is high.
  • the present invention aims to support the implementation of appropriate maintenance according to the surface roughness and degree of fouling of a ship's propeller.
  • One aspect of the present invention provides an evaluation system that includes a removal means for removing fouling from the surface of a ship's propeller, a determination means for determining the degree of fouling on the surface of the propeller before the fouling is removed and the surface roughness of the propeller after the fouling is removed, and an output means for outputting the degree of fouling and the surface roughness.
  • the evaluation system may further include a measuring means for measuring an index value indicating the thickness and refractive index of a deposit that stains the surface of the propeller before the stain is removed using an interferometric method, and the degree of staining may be determined based on the index value.
  • the evaluation system may further include a storage means for storing a sample image of a reference surface roughness and an imaging means for taking an image of the surface of the propeller after the contamination has been removed, and the surface roughness may be determined according to the similarity between the captured image and the sample image.
  • the evaluation system may further include a measuring means for irradiating light onto the surface of the propeller after the contamination has been removed, receiving the light reflected by the surface, and measuring the intensity of the received light, and the surface roughness may be determined according to the intensity of the light.
  • the determination means may determine the surface condition of the propeller before the contamination is removed, and the degree of contamination may be determined according to the surface condition and the surface roughness.
  • the evaluation system may further include a storage means for storing a sample image of a reference surface condition, and an imaging means for taking an image of the surface of the propeller before the contamination is removed, and the surface condition may be determined according to the similarity between the taken image and the sample image.
  • the evaluation system may further include a measuring means for irradiating light onto the surface of the propeller before the contamination is removed, receiving the light reflected by the surface, and measuring the intensity of the received light, and the surface condition may be determined according to the intensity of the light.
  • the evaluation system may further include an imaging means for taking a first image of the surface of the propeller before the dirt is removed and a second image of the surface of the propeller after the dirt is removed, and the determination means may determine the degree of dirt by comparing the first image and the second image before and after the dirt is removed.
  • the evaluation system may further include a measuring means for irradiating a first light onto the surface of the propeller before the contamination is removed, receiving the first light reflected by the surface, and measuring the intensity of the received first light, and for irradiating a second light onto the surface of the propeller after the contamination is removed, receiving the second light reflected by the surface, and measuring the intensity of the received second light, and the determining means may determine the degree of contamination based on the difference in intensity between the reflected first light and the reflected second light before and after the contamination is removed.
  • the evaluation system may further include an underwater vehicle having the removal means.
  • the evaluation system further includes a storage means for storing a first correlation between past first sailing conditions of at least one ship and the degree of contamination of at least one propeller caused by sailing in accordance with the first sailing conditions in the at least one ship, and a second correlation between the first sailing conditions and the surface roughness of at least one propeller affected by sailing in accordance with the first sailing conditions in the at least one ship, an acquisition means for acquiring second sailing conditions planned for the ship, and an estimation means for estimating the degree of contamination of the surface of the propeller when the ship sailed in accordance with the second sailing conditions based on the first correlation, and estimating the surface roughness of the propeller when the ship sailed in accordance with the second sailing conditions based on the second correlation, and the output means may further output the estimated degree of contamination and the estimated surface roughness.
  • Another aspect of the present invention provides an evaluation method comprising the steps of removing fouling from the surface of a ship's propeller, determining the degree of fouling of the surface of the propeller before the fouling is removed and the surface roughness of the propeller after the fouling is removed, and outputting the degree of fouling and the surface roughness.
  • a further aspect of the present invention provides a program for causing a computer to execute the steps of determining the degree of contamination of the surface of a ship's propeller before contamination is removed from the surface of the propeller and the surface roughness of the propeller after contamination is removed, and outputting the degree of contamination and the surface roughness.
  • the present invention can assist in implementing appropriate maintenance according to the surface roughness and degree of fouling of a ship's propeller.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an evaluation system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a surface state of a propeller according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a server device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a sample plate of the total surface condition of a propeller according to an embodiment.
  • 5 is a sequence chart showing an example of an operation for evaluating a surface condition of a propeller according to the embodiment.
  • 10 is a sequence chart showing an example of an operation for analyzing the correlation between navigation conditions and a surface condition of a propeller according to an embodiment.
  • 5 is a flowchart showing an example of an operation for estimating a surface condition of a propeller according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an evaluation system 1 according to an embodiment.
  • the evaluation system 1 evaluates the surface condition of the propeller 110 using the inspection result of the propeller 110 of the ship 11.
  • the evaluation system 1 includes a terminal device 10, an underwater drone 20, a control device 30, and a server device 40.
  • the terminal device 10 is mounted on the ship 11.
  • the terminal device 10 is connected to a network 52 via a communication satellite 50.
  • the server device 40 and the control device 30 are connected via the network 52.
  • the network 52 is a communication line that connects multiple devices so that they can communicate with each other, and includes, for example, the Internet.
  • the underwater drone 20 and the control device 30 are connected via a control line 54. Note that, although only a single ship 11 is shown in FIG. 1, multiple ships 11 may be included.
  • the ship 11 has a propeller 110 and is propelled by the rotation of the propeller 110.
  • the ship 11 is provided with various sensors (not shown).
  • the various sensors include a speedometer, a positioning sensor, and a thermometer (all not shown).
  • the speedometer measures the speed of the ship 11.
  • the positioning sensor measures the position of the ship 11 at a predetermined time interval.
  • the positioning sensor is, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver.
  • the route of the ship 11 is obtained by connecting the positions of the ship 11 measured by the positioning sensor in a chronological order.
  • the thermometer measures the seawater temperature.
  • the terminal device 10 acquires the output of the various sensors and transmits the actual sailing conditions obtained from the acquired output to the server device 40 via the communication satellite 50 and the network 52.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing an example of the surface condition of the propeller 110.
  • the surface condition of the propeller 110 deteriorates as the ship 11 navigates, and maintenance becomes necessary.
  • the surface condition of the propeller 110 includes surface roughness and degree of fouling.
  • the surface roughness is the roughness of the surface of the propeller 110, i.e., the degree of unevenness.
  • the surface roughness of the propeller 110 increases as the ship 11 navigates.
  • the degree of fouling indicates the degree of fouling caused by organisms attached to the surface of the propeller 110.
  • Organism-derived attachments 111 attach to the surface of the propeller 110 as the ship 11 navigates.
  • the attachments 111 include higher-order structures of microorganisms, also known as biofilms, and barnacles.
  • the optimal maintenance method differs depending on whether the surface roughness is high or the degree of contamination is high. For example, maintenance is performed using different polishing means and methods when the surface roughness is high and when the degree of contamination is high. In addition, the frequency and time required for maintenance differs depending on whether the surface roughness is high and when the degree of contamination is high.
  • the underwater drone 20 dives and navigates underwater to inspect the propeller 110.
  • the underwater drone 20 also has the ability to hover underwater.
  • the underwater drone 20 is an example of an "underwater moving body" according to the present invention.
  • the underwater drone 20 includes a brush 21, a camera 22, and an interferometer 23.
  • the camera 22 and the interferometer 23 have a waterproof function so that they can be used underwater.
  • the brush 21 removes dirt from the surface of the propeller 110.
  • the brush 21 rotates and contacts the surface of the propeller 110 to remove the adhesion 111 attached to the surface of the propeller 110.
  • the brush 21 is an example of a "removal means" according to the present invention.
  • the camera 22 captures an image of the surface of the propeller 110.
  • the camera 22 is an example of an "imaging means” according to the present invention.
  • the interferometer 23 measures an index value of the dirt on the surface of the propeller 110 using an interferometric method. This index value indicates the thickness and refractive index of the deposit 111 attached to the surface of the propeller 110.
  • the interferometer 23 is an example of the "measurement means" according to the present invention.
  • the interferometer 23 has, for example, a light emitting unit, a spectroscopic unit, an image sensor, and a processing unit.
  • the light emitting unit irradiates light such as laser light.
  • the spectroscopic unit splits the light irradiated by the light emitting unit into two or more beams of light.
  • the light split by the spectroscopic unit is irradiated onto the surface of the propeller 110.
  • FIG. 2 when an attachment 111 is attached to the surface of the propeller 110, the light irradiated from the interferometer 23 becomes light L1 reflected by the surface of the attachment 111 and light L2 that is refracted into the attachment 111 and reflected by the surface of the propeller 110.
  • n indicates the refractive index of the deposit 111
  • d indicates the thickness of the deposit 111. The larger this index value, the greater the thickness of the deposit 111 or the higher the concentration of the deposit 111.
  • n is the refractive index of the attachment 111
  • d is the thickness of the attachment 111
  • is the refraction angle
  • is the wavelength in air.
  • a database showing the correspondence between the spacing of interference fringes and the index value (n x d) may be created based on the past performance of at least one ship 11 or tank tests of a model ship, and the index value (n x d) may be calculated from the spacing of interference fringes measured by the processing unit based on this database.
  • the control device 30 controls the underwater drone 20.
  • the control device 30 is used by the operator to operate the underwater drone 20.
  • the control device 30 accepts the operator's operation and transmits a control signal corresponding to this operation to the underwater drone 20 via the control line 54.
  • the underwater drone 20 operates according to the control signal received from the control device 30.
  • the control device 30 also acquires information obtained during inspection of the propeller 110 from the underwater drone 20 via the control line 54 and transmits the information to the server device 40 via the network 52.
  • the underwater drone 20 is equipped with a storage medium that stores the information obtained during inspection of the propeller 110, and the control device 30 may acquire this information from the storage medium of the underwater drone 20.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the server device 40.
  • the server device 40 is installed on land.
  • the server device 40 uses information obtained from the inspection of the propeller 110 to separately determine the total surface condition, degree of contamination, and surface roughness of the propeller 110.
  • the server device 40 includes a processor 41, a memory 42, a storage 43, a communication IF (Interface) 44, an input unit 45, and a display unit 46. Each unit of the server device 40 is connected via a bus.
  • the processor 41 executes a program to control each part of the server device 40 and perform various calculations.
  • the processor 41 includes, for example, one or more CPUs (Central Processing Units).
  • the memory 42 is used by the processor 41 to perform various processes.
  • the memory 42 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory).
  • the storage 43 stores various data used by the processor 41.
  • the storage 43 includes, for example, a HHD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive).
  • the memory 42 or the storage 43 stores a program for realizing the functions of the server device 40.
  • the memory 42 and the storage 43 are examples of the "storage means" according to the present invention.
  • the communication IF 44 performs data communication with other devices in accordance with a predetermined communication standard.
  • the input unit 45 inputs a signal according to a user's operation to the processor 41.
  • the input unit 45 includes, for example, a keyboard and a mouse.
  • the display unit 46 displays various information.
  • the display unit 46 includes, for example, a liquid crystal display.
  • the display unit 46 is an example of the "output means" according to the present invention.
  • Roughness sample image 431 is an image obtained by photographing a sample board 61 of the reference surface roughness of the propeller 110.
  • Roughness sample image 431 is an example of a "sample image of reference surface roughness” according to the present invention.
  • Total sample image 432 is an image obtained by photographing a sample board 60 of a total reference surface condition that combines the degree of surface contamination and surface roughness of the propeller 110.
  • Total sample image 432 is an example of a "sample image of reference surface condition" according to the present invention.
  • the reference surface roughness sample plate 61 includes samples of multiple reference roughnesses.
  • the reference surface roughness sample plate 61 includes samples of four levels of reference roughness.
  • the reference surface roughness sample plate 61 is, for example, a rubard gauge.
  • the reference surface roughness sample plate 61 may be created by taking a mold of the cavitation erosion of a propeller 110 that has actually been used.
  • Figure 4 is a diagram showing an example of a sample plate 60 of the total surface condition of the propeller 110.
  • This sample plate 60 has a two-layer structure, and a sample plate 62 of the standard degree of contamination of the propeller 110 is placed on top of a sample plate 61 of the standard surface roughness of the propeller 110.
  • the sample plate 62 of the standard degree of contamination includes samples of multiple standard degrees of contamination.
  • the sample plate 62 of the standard degree of contamination includes samples of three levels of standard degrees of contamination. It is preferable that each sample of the standard degree of contamination has an index value (n x d) similar to the corresponding standard degree of contamination.
  • n indicates the refractive index of the deposit
  • d indicates the thickness of the deposit.
  • the sample plate 62 of the standard degree of contamination is artificially created to imitate the deposit 111.
  • the sample plate 62 of the standard degree of contamination may be formed from an artificial material.
  • the server device 40 functions as a first acquisition means 411, a determination means 412, a display control unit 413, a second acquisition means 414, an analysis means 415, and an estimation means 416. These functions are realized by the processor 41 executing a program stored in the memory 42 or the storage 43.
  • the first acquisition means 411 acquires information acquired by the underwater drone 20 during the inspection of the propeller 110 via the control device 30.
  • This information includes an image of the surface of the propeller 110 before the dirt is removed, an index value of the dirt on the propeller 110 before the dirt is removed, and an image of the surface of the propeller 110 after the dirt is removed.
  • the determination means 412 uses the information acquired by the first acquisition means 411 to determine the total surface condition of the propeller 110 before the dirt is removed, the degree of dirt on the propeller 110 before the dirt is removed, and the surface roughness of the propeller 110 after the dirt is removed.
  • the determination means 412 determines the total surface condition of the propeller 110 before the dirt is removed according to the similarity between an image of the surface of the propeller 110 before the dirt is removed and a sample portion of the reference surface condition included in the total sample image 432 stored in the storage 43.
  • the determination means 412 also determines the degree of dirt on the propeller 110 before the dirt is removed based on the dirt index value of the propeller 110 before the dirt is removed.
  • the determination means 412 determines the surface roughness of the propeller 110 after the dirt has been removed based on the similarity between an image of the surface of the propeller 110 after the dirt has been removed and a sample portion of the reference surface roughness included in the roughness sample image 431 stored in the storage 43.
  • the display control unit 413 causes the display unit 46 to display the total surface condition, degree of contamination, and surface roughness of the propeller 110 determined by the determination means 412.
  • the second acquisition means 414 acquires actual voyage conditions of at least one ship 11 and planned voyage conditions of the ship 11.
  • the actual voyage conditions are the voyage conditions when at least one ship 11 has navigated in the past.
  • the actual voyage conditions are an example of the "first voyage conditions” according to the present invention.
  • the planned voyage conditions are the voyage conditions planned for the ship 11.
  • the planned voyage conditions are an example of the "second voyage conditions” according to the present invention.
  • the analysis means 415 analyzes the correlation between the actual sailing conditions acquired by the second acquisition means 414 and the degree of fouling of the propeller 110 determined by the determination means 412. This correlation between the actual sailing conditions and the degree of fouling is an example of the "first correlation” according to the present invention.
  • the analysis means 415 also analyzes the correlation between the actual sailing conditions acquired by the second acquisition means 414 and the surface roughness of the propeller 110 determined by the determination means 412. This correlation between the actual sailing conditions and the surface roughness is an example of the "second correlation" according to the present invention.
  • the degree of fouling and the surface roughness of the propeller 110 determined by the determination means 412 are the actual degree of fouling and the surface roughness of the propeller 110 caused by or affected by past sailing according to the actual sailing conditions in at least one ship 11, respectively.
  • Each correlation may be formulated.
  • the analysis of the correlation may be performed using AI (Artificial Intelligence).
  • the estimation means 416 estimates the degree of contamination and surface roughness of the propeller 110 when the ship 11 navigates according to the planned navigation conditions acquired by the second acquisition means 414, based on the correlation between the actual navigation conditions obtained by the analysis of the analysis means 415 and the surface condition of the propeller 110.
  • the estimation means 416 estimates the degree of contamination of the propeller 110 when the ship 11 navigates according to the planned navigation conditions, based on the correlation between the actual navigation conditions and the degree of contamination of the propeller 110.
  • the estimation means 416 also estimates the surface roughness of the propeller 110 when the ship 11 navigates according to the planned navigation conditions, based on the correlation between the actual navigation conditions and the surface roughness of the propeller 110.
  • FIG. 5 is a sequence chart showing an example of an operation for evaluating the surface condition of the propeller 110. This operation is started when inspecting the propeller 110 of the ship 11 moored at a quay.
  • step S101 the operator throws the underwater drone 20 into the sea, and then operates the control device 30 to move the underwater drone 20 to an inspection position for the propeller 110.
  • the control device 30 transmits a control signal to the underwater drone 20 in response to the operator's operation.
  • step S102 the underwater drone 20 moves underwater in accordance with the control signal received from the control device 30, and arrives at the inspection position for the propeller 110. Upon arriving at the inspection position, the underwater drone 20 hovers at the inspection position.
  • step S103 the underwater drone 20 uses the camera 22 to capture an image of the surface of the propeller 110 before the dirt is removed.
  • the underwater drone 20 uses the interferometer 23 to measure the index value of the dirt on the propeller 110 before the dirt is removed.
  • step S105 the underwater drone 20 uses the brush 21 to remove the dirt on the surface of the propeller 110.
  • step S106 the underwater drone 20 uses the camera 22 to capture an image of the surface of the propeller 110 after the dirt has been removed.
  • step S107 the underwater drone 20 transmits the information acquired in steps S103, S104, and S106 to the control device 30.
  • step S108 the control device 30 transmits the information received from the underwater drone 20 to the server device 40.
  • the information acquired in steps S103, S104, and S106 is transmitted together, but this information may be transmitted individually each time it is acquired.
  • the first acquisition means 411 of the server device 40 receives information from the control device 30.
  • the determination means 412 of the server device 40 uses the image captured in step S103 to determine the total surface condition of the propeller 110 before the contamination is removed. For example, the determination means 412 compares the image captured in step S103 with sample portions of multiple reference surface conditions contained in the total sample image 432 stored in the storage 43, and determines the reference surface condition indicated by the sample portion with the highest similarity among the 12 reference surface conditions as the total surface condition of the propeller 110.
  • step S110 the determination means 412 of the server device 40 determines the degree of contamination of the propeller 110 based on the index value measured in step S104. For example, the determination means 412 determines a higher degree of contamination as the index value increases, based on a three-level standard degree of contamination.
  • step S111 the determination means 412 of the server device 40 determines the surface roughness of the propeller 110 after the dirt has been removed, based on the image captured in step S106. For example, the determination means 412 compares the image captured in step S106 with sample portions of multiple reference surface roughnesses contained in the roughness sample image 431 stored in the storage 43, and determines the reference surface roughness indicated by the sample portion with the highest similarity among the four levels of reference surface roughness as the surface roughness of the propeller 110.
  • step S112 the determination means 412 of the server device 40 stores the total surface condition, degree of contamination, and surface roughness determined in steps S109 to S111 in the storage 43.
  • step S113 the display control unit 413 of the server device 40 displays the total surface condition, degree of contamination, and surface roughness determined in steps S109 to S111 on the display unit 46. The user can perform appropriate maintenance of the propeller 110 based on the total surface condition, degree of contamination, and surface roughness displayed on the display unit 46.
  • the operation shown in FIG. 5 is repeated, for example, for multiple ships 11, each time the propeller 110 of each ship 11 is inspected. It is preferable to inspect the propeller 110 each time the ship 11 is moored to a quay, but it may not always be possible to inspect the propeller 110 before or after a voyage. Therefore, the propeller 110 may be inspected at a specified timing, such as when the ship is moored to a quay after a specified period of time has passed or when the ship is moored to a specific quay where the underwater drone 20 is installed. As a result, multiple data sets consisting of the total surface condition, degree of contamination, and surface roughness of the propeller 110 for multiple ships 11 are stored in the storage 43.
  • FIG. 6 is a sequence chart showing an example of an operation for analyzing the correlation between sailing conditions and the surface condition of the propeller 110.
  • the surface condition of the propeller 110 of the ship 11 is affected by the sailing conditions of the ship 11. Therefore, by analyzing the total surface condition, degree of contamination, and surface roughness of the propeller 110 of at least one ship 11 obtained by the operation for evaluating the surface condition of the propeller 110 described above and the actual sailing conditions of the ship 11, the correlation between them can be found.
  • This operation may be started each time the operation for evaluating the surface condition of the propeller 110 described above for one ship 11 is completed, or may be started at a specified timing, or may be started when the user performs an operation using the input unit 45 to instruct the operation for analyzing the correlation.
  • step S201 the second acquisition means 414 of the server device 40 acquires the actual navigation conditions from the terminal device 10 of the ship 11 that was inspected in the operation of evaluating the surface condition of the propeller 110 described above.
  • the second acquisition means 414 of the server device 40 transmits an acquisition request for the actual navigation conditions to the terminal device 10.
  • the terminal device 10 transmits the actual navigation conditions to the server device 40.
  • the actual navigation conditions include, for example, the ship speed, route, and seawater temperature of the ship 11.
  • step S202 the second acquisition means 414 of the server device 40 receives the actual navigation conditions transmitted from the terminal device 10 and stores them in the storage 43.
  • step S203 the analysis means 415 of the server device 40 uses the actual navigation conditions and judgment results stored in the storage 43 to analyze the correlation between the actual navigation conditions of the ship 11 and the degree of contamination and surface roughness of the propeller 110 of the ship 11 when the ship 11 navigates in accordance with the actual navigation conditions.
  • step S204 the storage 43 of the server device 40 stores the analysis results of step S203.
  • the storage 43 stores the correlation between the actual sailing conditions and the degree of contamination of the propeller 110, and the correlation between the actual sailing conditions and the surface roughness of the propeller 110.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of an operation for estimating the surface condition of the propeller 110. Inspection of the propeller 110 cannot be performed every time the ship 11 is moored at a quay. For example, if an underwater drone 20 is not provided at the quay, the propeller 110 cannot be inspected using the underwater drone 20. In such a case, an operation for estimating the surface condition of the propeller 110 is performed. This operation is started when, for example, before the ship 11 sets sail, the user uses the input unit 45 to perform an operation for instructing an operation for estimating the surface condition of the propeller 110.
  • step S301 the second acquisition means 414 of the server device 40 acquires the planned voyage conditions of the ship 11.
  • the planned voyage conditions may be acquired from the terminal device 10 of the ship 11, or may be input in response to a user's operation using the input unit 45.
  • step S302 the estimation means 416 of the server device 40 estimates the degree of contamination of the propeller 110 when the ship 11 navigates according to the planned navigation conditions, based on the correlation between the actual navigation conditions and the degree of contamination stored in the storage 43. For example, in this correlation, the degree of contamination that is correlated with the actual navigation conditions that are most similar to the planned navigation conditions is estimated.
  • step S303 the estimation means 416 of the server device 40 estimates the surface roughness of the propeller 110 when the ship 11 navigates according to the planned navigation conditions, based on the correlation between the actual navigation conditions and the surface roughness stored in the storage 43. For example, in this correlation, a surface roughness that is correlated with the actual navigation conditions that are most similar to the planned navigation conditions is estimated.
  • step S304 the display control unit 413 of the server device 40 causes the display unit 46 to display the degree of contamination and surface roughness estimated in steps S302 to S303.
  • This allows the user to recognize the estimated results of the degree of contamination and surface roughness of the propeller 110 when the ship 11 navigates in accordance with the scheduled navigation conditions. Therefore, the user can perform appropriate maintenance of the propeller 110 based on the estimated degree of contamination and surface roughness after the ship 11 has navigated in accordance with the scheduled navigation conditions.
  • the degree of contamination and the surface roughness of the propeller 110 of the ship 11 are determined separately, so that they can be evaluated separately. This makes it possible to support the implementation of appropriate maintenance according to the respective states of the degree of contamination and the surface roughness of the propeller 110.
  • the cause of the performance deterioration of the ship 11 can be analyzed separately as being due to surface roughness and being due to contamination.
  • the underwater drone 20 inspects the propeller 110, time and costs can be reduced compared to when the propeller 110 is inspected by a person.
  • the degree of contamination and the surface roughness of the propeller 110 when the ship 11 navigates according to the scheduled navigation conditions can be estimated separately, so that they can be evaluated separately.
  • appropriate maintenance according to the degree of contamination and the surface roughness of the propeller 110 can be performed.
  • the total surface condition of the propeller 110 of the ship 11 is determined and displayed, so that the user can recognize the total surface condition of the propeller 110.
  • the surface of the propeller 110 is formed by the surface roughness of the metal that forms the propeller 110, and the biological attachments 111 are layered on top of it.
  • the total surface condition reflects both the surface roughness and the fouling caused by the biological attachments 111. Since the total surface condition affects the hydrodynamic propeller efficiency, it is important for the user to recognize the total surface condition. Furthermore, if the user can recognize the relationship between the change in the total surface condition and the change in the propeller efficiency before and after maintenance of the propeller 110, the user can determine whether to perform more appropriate maintenance.
  • the total surface condition of the propeller 110 may be determined based on the reflection intensity of light on the surface of the propeller 110 before the dirt is removed.
  • the storage 43 stores the intensity of reflected light reflected by each reference surface condition sample of the total surface condition sample board 60 when light is irradiated on the sample.
  • the underwater drone 20 includes an optical sensor.
  • the optical sensor is an example of the "measurement means" according to the present invention.
  • the optical sensor has, for example, a light emitting unit, a light receiving unit, and a processing unit. The light emitting unit irradiates light on the surface of the propeller 110 before the dirt is removed.
  • the light receiving unit receives the light reflected on the surface of the propeller 110.
  • the processing unit measures the intensity of the light received by the light receiving unit.
  • the determination means 412 compares the light intensity measured by the optical sensor with the reflected light intensity of samples of each reference surface condition stored in the storage 43, and determines the reference surface condition indicated by the sample with the smallest intensity difference as the total surface condition of the propeller 110. Alternatively, the determination means 412 may determine that the smaller the light intensity measured by the optical sensor, the more deteriorated the total surface condition of the propeller 110 is. Even with the configuration related to this modified example, it is possible to determine the total surface condition of the propeller 110 of the ship 11.
  • the total surface condition of the propeller 110 is influenced by both the fouling caused by the biological attachments 111 on the upper layer and the surface roughness of the metal on the lower layer.
  • the total surface condition determined by a method using an image of the surface of the propeller 110 taken before the fouling is removed is largely influenced by the fouling caused by the biological attachments 111
  • the total surface condition determined by a method using the reflection intensity of light on the surface of the propeller 110 before the fouling is removed is presumably largely influenced not only by the fouling caused by the biological attachments 111 but also by the surface roughness of the metal.
  • the surface condition of the propeller 110 which is determined by multiple factors, can be determined with a certain degree of accuracy.
  • the fouling level of the propeller 110 may be determined based on an image of the surface of the propeller 110 taken before the fouling is removed.
  • a fouling sample image obtained by photographing the sample board 62 of the reference fouling level alone is stored in the storage 43 in advance.
  • the fouling sample image is an example of a "sample image of the reference fouling level" according to the present invention.
  • the determination means 412 compares the image of the surface of the propeller 110 taken before the fouling is removed with a plurality of sample parts of the reference fouling level included in the fouling sample image stored in the storage 43, and determines the reference fouling level indicated by the sample part with the highest similarity as the fouling level of the propeller 110. Even with the configuration according to this modified example, the fouling level of the propeller 110 of the ship 11 can be determined.
  • the degree of dirt of the propeller 110 may be determined based on the reflection intensity of light on the surface of the propeller 110 before the dirt is removed.
  • the storage 43 stores the intensity of reflected light reflected by each sample of the standard dirt degree on the sample board 62 of the standard dirt degree when light is irradiated on the sample.
  • the underwater drone 20 is equipped with the optical sensor described in the above-described modification. The optical sensor irradiates light on the surface of the propeller 110 before the dirt is removed, receives the light reflected on the surface of the propeller 110, and measures the intensity of the received light.
  • the determination means 412 determines the degree of dirt of the propeller 110 according to the intensity of light measured by the optical sensor. For example, the determination means 412 compares the light intensity measured by the optical sensor with the intensity of the reflected light of each sample of the standard contamination level stored in the storage 43, and determines the standard contamination level indicated by the sample with the smallest intensity difference as the contamination level of the surface of the propeller 110. Alternatively, the determination means 412 may determine that the smaller the light intensity measured by the optical sensor, the higher the contamination level of the propeller 110. The determination means 412 may also determine the contamination level of the propeller 110 based on both the contamination index value of the propeller 110 and the light intensity measured by the optical sensor.
  • the contamination level of the propeller 110 of the ship 11 can be determined.
  • the contamination index value is composed of the refractive index n of the attachment 111 and the thickness d of the attachment 111.
  • the thickness d of the attachment 111 also affects the intensity of the reflected light. Therefore, the index value (n ⁇ d) may be decomposed into elements based on the intensity of the reflected light.
  • the surface roughness of the propeller 110 may be determined based on the reflection intensity of light on the surface of the propeller 110 after the dirt is removed.
  • the storage 43 stores the intensity of reflected light reflected by the sample of each standard dirt level on the sample board 61 of the standard surface roughness when light is irradiated on the sample.
  • the underwater drone 20 is equipped with the optical sensor described in the above-described modification. The optical sensor irradiates light on the surface of the propeller 110 after the dirt is removed, receives the light reflected by the surface of the propeller 110, and measures the intensity of the received light.
  • the determination means 412 compares the intensity of light measured by the optical sensor with the intensity of reflected light of the sample of each standard surface roughness stored in the storage 43, and determines the standard surface roughness indicated by the sample with the smallest intensity difference as the surface roughness of the propeller 110.
  • the determination unit 412 may determine that the smaller the intensity of light measured by the optical sensor is, the lower the surface roughness of the propeller 110. Even with the configuration according to this modification, it is possible to determine the surface roughness of the propeller 110 of the ship 11.
  • Variation 5 it is not necessary to determine all of the surface condition, the degree of contamination, and the surface roughness of the propeller 110 from the information acquired by the inspection of the propeller 110.
  • the degree of contamination may be determined based on the total surface condition and the surface roughness of the propeller 110.
  • the degree of contamination is determined.
  • the degree of contamination of the propeller 110 may be determined to be high.
  • the degree of contamination of the propeller 110 may be determined to be low. Also, only the degree of contamination and the surface roughness of the propeller 110 may be determined, and the total surface condition of the propeller 110 may not be determined. Even with the configuration according to this modified example, the degree of contamination and the surface roughness of the propeller 110 of the ship 11 can be evaluated separately.
  • the display of the determination result of the determination means 412 and the estimation result of the estimation means 416 is an example of output of the determination result and the estimation result, and is not limited thereto.
  • the server device 40 may be provided with a speaker, and a sound indicating the determination result and the estimation result may be output from the speaker.
  • the determination result and the estimation result may be transmitted to an external device from the communication IF 44.
  • the speaker or the communication IF 44 is an example of the "output means" according to the present invention. Even with the configuration according to this modified example, the degree of contamination and the surface roughness of the propeller 110 of the ship 11 can be evaluated separately.
  • the underwater drone 20 is an example of an underwater moving body, and is not limited thereto.
  • the underwater moving body may be any device that moves underwater, such as a manned submersible, an underwater robot, or the like.
  • a human diver may inspect the propeller 110 instead of the underwater drone 20.
  • a diver dives with a sample board 60 of the total surface condition, a sample board 61 of the reference surface roughness, a sample board 62 of the reference degree of contamination, and a brush 21, and moves to an inspection position for the propeller 110.
  • the diver uses the sample board 60 of the total surface condition to determine the total surface condition of the propeller 110 before the contamination is removed.
  • the diver uses the sample board 62 of the reference degree of contamination to determine the degree of contamination of the propeller 110 before the contamination is removed.
  • the diver uses the brush 21 to remove the contamination of the propeller 110.
  • the diver uses the sample board 61 of the reference surface roughness to determine the surface roughness of the propeller 110 after the contamination is removed.
  • the diver rises to the surface of the water and goes onto land.
  • the diver then records the determined total surface condition, degree of contamination, and surface roughness of the propeller 110 in an inspection report and hands it over to the person in charge.
  • This record is an example of the output of the total surface condition, degree of contamination, and surface roughness of the propeller 110. Even with the configuration according to this modification, the degree of contamination and surface roughness of the propeller 110 of the ship 11 can be evaluated separately.
  • the configurations of the evaluation system 1, the terminal device 10, the underwater drone 20, the control device 30, and the server device 40 are merely examples, and are not limited thereto.
  • a function of one device may be distributed among a plurality of devices, or a function of a plurality of devices may be collectively carried by a single device.
  • the operations of the evaluation system 1, the terminal device 10, the underwater drone 20, the control device 30, and the server device 40 are merely examples, and are not limited thereto.
  • the order of the processing procedures of the evaluation system 1, the terminal device 10, the underwater drone 20, the control device 30, and the server device 40 may be changed or some of the processing procedures may be omitted, as long as there is no contradiction.
  • Variation 11 Another embodiment of the present invention may provide a method having processing steps performed in the evaluation system 1, the terminal device 10, the underwater drone 20, the control device 30, and the server device 40. Furthermore, yet another embodiment of the present invention may provide a program executed in the terminal device 10, the underwater drone 20, the control device 30, or the server device 40. This program may be provided by being stored in a computer-readable recording medium, or may be provided by downloading via the Internet or the like.
  • the degree of contamination may be determined by comparing an image of the propeller 110 taken before the contamination is removed with an image of the propeller 110 taken after the contamination is removed. A larger difference between the images before and after the contamination is removed indicates a larger degree of contamination. Thus, when the difference between the images is large, the determining means 412 may determine a higher degree of contamination than when the difference between the images is small.
  • the determination means 412 compares an image of the surface of the propeller 110 taken by the camera 22 of the underwater drone 20 before the dirt is removed with multiple sample portions of the reference surface state included in the total sample image 432 stored in the storage 43, and determines the reference surface state indicated by the sample portion with the highest similarity as the total surface state of the propeller 110.
  • the determination means 412 also compares an image of the surface roughness of the propeller 110 after the dirt is removed taken by the camera 22 of the underwater drone 20 with multiple sample portions of the reference surface roughness included in the roughness sample image 431 stored in the storage 43, and determines the reference surface roughness indicated by the sample portion with the highest similarity as the surface roughness of the propeller 110.
  • the multiple reference surface states included in the sample board 60 of the total surface state are composed of combinations of multiple reference roughnesses and multiple reference degrees of contamination.
  • the sample board 60 of the total surface state includes multiple samples with the same reference surface state but different degrees of contamination and surface roughness.
  • the determination means 412 identifies a combination including the determined surface roughness from the multiple combinations that constitute the determined total surface state, and determines the degree of contamination that constitutes the identified combination as the degree of contamination of the surface of the propeller 110.
  • the multiple samples of the reference surface state T1 include a combination of the reference roughness R1 and the reference degree of contamination P1, a combination of the reference roughness R2 and the reference degree of contamination P2, and a combination of the reference roughness R3 and the reference degree of roughness P3.
  • the surface roughness of the propeller 110 is R2
  • the combination of the reference roughness R2 and the reference degree of contamination P2 is identified, and P2 is determined as the degree of contamination of the surface of the propeller 110.
  • the degree of contamination may be determined by comparing the reflection intensity of light on the surface of the propeller 110 before the contamination is removed with the reflection intensity of light on the surface of the propeller 110 after the contamination is removed. The greater the difference between the reflection intensities of light before and after the contamination is removed, the greater the degree of contamination. Thus, when the difference between the reflection intensities of these lights is large, the determining means 412 may determine a higher degree of contamination than when the difference between the reflection intensities of these lights is small.
  • the storage 43 stores the intensity of reflected light reflected by each reference surface state sample of the total surface state sample board 60 when light is irradiated onto the sample.
  • the determination means 412 compares the intensity of reflected light reflected by the surface of the propeller 110 before the photographed dirt is removed, measured by the optical sensor of the underwater drone 20, with the intensity of reflected light of the samples of each reference surface state stored in the storage 43, and determines the reference surface state indicated by the sample with the smallest intensity difference as the surface state of the propeller 110.
  • the determination means 412 also compares the intensity of reflected light reflected by the surface of the propeller 110 after the photographed dirt is removed, measured by the optical sensor of the underwater drone 20, with the intensity of reflected light of the samples of each reference surface state stored in the storage 43, and determines the reference surface roughness indicated by the sample portion with the smallest intensity difference as the surface roughness of the propeller 110.
  • the multiple reference surface conditions included in the sample board 60 of the total surface condition are composed of combinations of multiple reference roughnesses and multiple reference degrees of contamination.
  • the determination means 412 identifies a combination including the determined surface roughness from among the multiple samples of the reference surface conditions corresponding to the determined total surface condition, and determines the degree of contamination constituting the identified combination as the degree of contamination of the surface of the propeller 110. Even with the configuration related to this modified example, it is possible to determine the degree of contamination of the propeller 110 of the ship 11.
  • the total surface condition, degree of contamination, and surface roughness of the propeller 110 determined in the above-described embodiment may be stored in the storage 43, and these data may be analyzed by AI as teacher data, and the analysis results may be used to determine the degree of contamination and surface roughness based only on the total surface condition.
  • a method for determining this total surface condition a method using an image of the propeller 110 taken before the contamination was removed, as described in the above-described embodiment, or a method using the reflection intensity of light on the surface of the propeller 110 before the contamination was removed, as described in the above-described first modification, may be used.
  • the method of determining the degree of contamination of the surface of the propeller 110 is not limited to the method using interference fringes.
  • the surface of the propeller 110 may be irradiated with a plurality of lights having different wavelengths, and the degree of contamination of the surface of the propeller 110 may be determined based on the difference in the refractive index of the lights or the absorptance of light of a specific wavelength.

Landscapes

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Abstract

評価システムは、船舶のプロペラの表面から汚損を除去する除去手段と、汚損が除去される前のプロペラの表面の汚損度と、汚損が除去された後のプロペラの表面粗度とを判定する判定手段(412)と、汚損度及び表面粗度を出力する出力手段(46)とを備える。

Description

評価システム、評価方法、及びプログラム
 本発明は、船舶のプロペラの表面状態を評価する技術に関する。
 ダイバーが水中でプロペラ表面粗度を測定するための技術が知られている(例えば特許文献1及び2)。
特開2011-108216号公報 特開2011-145184号公報
 ところで、プロペラの表面状態には表面粗度と汚損度とが含まれる。表面粗度は、表面の凹凸の度合いを示す。汚損度は、海洋生物の付着による汚損の度合いを示す。表面粗度が大きい場合と汚損度が大きい場合とではプロペラのメンテナンス方法が異なる場合がある。近年の研究では、生物由来の汚損であるバイオフィルムは、成長に応じて組織化し、より強固になるということが指摘されている。バイオフィルムが強固に成長すると、メンテナンスにおいてバイオフィルムを除去し難くなる。そのため、バイオフィルムが強固に成長する前に適切なメンテナンスを実施することができるように、例えばプロペラの表面の汚損度が大きい場合には、プロペラの表面粗度が大きい場合に比べて、メンテナンスの頻度を高めることが好ましい。また、プロペラの表面の汚損度が大きい場合とプロペラの表面粗度が大きい場合とでは、メンテナンスに使用する道具、研磨の仕方、メンテナンスに要する時間が異なる。しかし、従来技術では、表面粗度と汚損度とを区別して評価することができなかったため、それぞれの状態に合わせた適切なメンテナンスを行うことができなかった。
 本発明は、船舶のプロペラの表面粗度と汚損度とのそれぞれの状態に応じた適切なメンテナンスの実施を支援することを目的とする。
 本発明の一態様は、船舶のプロペラの表面から汚損を除去する除去手段と、前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の汚損度と、前記汚損が除去された後の前記プロペラの表面粗度とを判定する判定手段と、前記汚損度及び前記表面粗度を出力する出力手段とを備える評価システムを提供する。
 前記評価システムは、干渉法を用いて前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面を汚損する付着物の厚さ及び屈折率を示す指標値を測定する測定手段をさらに備え、前記汚損度は、前記指標値に基づいて判定されてもよい。
 前記評価システムは、基準表面粗度の見本画像を記憶する記憶手段と、前記汚損が除去された後の前記プロペラの前記表面の画像を撮影する撮像手段とをさらに備え、前記表面粗度は、前記撮影された画像と前記見本画像との類似度に応じて判定されてもよい。
 前記評価システムは、前記汚損が除去された後の前記プロペラの前記表面に光を照射し、前記表面で反射された光を受光し、前記受光された光の強度を測定する測定手段をさらに備え、前記表面粗度は、前記光の強度に応じて判定されてもよい。
 前記判定手段は、前記汚損が除去される前の前記プロペラの表面状態を判定し、前記汚損度は、前記表面状態と前記表面粗度とに応じて判定されてもよい。
 前記評価システムは、基準表面状態の見本画像を記憶する記憶手段と、前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の画像を撮影する撮像手段とをさらに備え、前記表面状態は、前記撮影された画像と前記見本画像との類似度に応じて判定されてもよい。
 前記評価システムは、前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面に光を照射し、前記表面で反射された光を受光し、前記受光された光の強度を測定する測定手段をさらに備え、前記表面状態は、前記光の強度に応じて判定されてもよい。
 前記評価システムは、前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の第1画像と、前記汚損が除去された後の前記プロペラの前記表面の第2画像とを撮影する撮像手段をさらに備え、前記判定手段は、前記汚損の除去前後の前記第1画像と前記第2画像との比較により、前記汚損度を判定してもよい。
 前記評価システムは、前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面に第1光を照射し、前記表面で反射された前記第1光を受光し、前記受光された第1光の強度を測定し、前記汚損が除去された後の前記プロペラの前記表面に第2光を照射し、前記表面で反射された前記第2光を受光し、前記受光された第2光の強度を測定する測定手段をさらに備え、前記判定手段は、前記汚損の除去前後の前記反射された第1光と前記反射された第2光との強度差により、前記汚損度を判定してもよい。
 前記評価システムは、前記除去手段を有する水中移動体をさらに備えてもよい。
 前記評価システムは、少なくとも一の船舶の過去の第1航海条件と、前記少なくとも一の船舶において前記第1航海条件に従った航行による少なくとも一のプロペラの前記汚損度との第1相関関係、及び前記第1航海条件と、前記少なくとも一の船舶において前記第1航海条件に従った航行により影響を受けた少なくとも一のプロペラの前記表面粗度との第2相関関係を記憶する記憶手段と、前記船舶について予定される第2航海条件を取得する取得手段と、前記第1相関関係に基づいて、前記船舶が前記第2航海条件に従って航行したときの前記プロペラの前記表面の前記汚損度を推定し、前記第2相関関係に基づいて、前記船舶が前記第2航海条件に従って航行したときの前記プロペラの前記表面粗度を推定する推定手段とをさらに備え、前記出力手段は、さらに前記推定された汚損度及び前記推定された表面粗度を出力してもよい。
 本発明の別の態様は、船舶のプロペラの表面から汚損を除去するステップと、前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の汚損度と、前記汚損が除去された後の前記プロペラの表面粗度とを判定するステップと、前記汚損度及び前記表面粗度を出力するステップとを備える評価方法を提供する。
 本発明のさらに別の態様は、コンピュータに、船舶のプロペラの表面から汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の汚損度と、前記汚損が除去された後の前記プロペラの表面粗度とを判定するステップと、前記汚損度及び前記表面粗度を出力するステップとを実行させるためのプログラムを提供する。
 本発明によれば、船舶のプロペラの表面粗度と汚損度とのそれぞれの状態に応じた適切なメンテナンスの実施を支援することができる。
実施形態に係る評価システムの一例を示す図である。 実施形態に係るプロペラの表面状態の一例を示す断面図である。 実施形態に係るサーバ装置の構成の一例を示す図である。 実施形態に係るプロペラのトータルの表面状態の見本板の一例を示す図である。 実施形態に係るプロペラの表面状態を評価する動作の一例を示すシーケンスチャートである。 実施形態に係る航海条件とプロペラの表面状態との相関関係を解析する動作の一例を示すシーケンスチャートである。 実施形態に係るプロペラの表面状態を推定する動作の一例を示すフローチャートである。
構成
 図1は、一実施形態に係る評価システム1の一例を示す図である。評価システム1は、船舶11のプロペラ110の点検結果を用いて、プロペラ110の表面状態を評価する。評価システム1は、端末装置10と、水中ドローン20と、制御装置30と、サーバ装置40とを備える。端末装置10は、船舶11に搭載される。端末装置10は、通信衛星50を介してネットワーク52と接続されている。サーバ装置40と制御装置30とは、ネットワーク52を介して接続されている。ネットワーク52は、複数の装置を通信可能に接続する通信回線であり、例えばインターネットを含む。水中ドローン20と制御装置30とは、制御線54を介して接続されている。なお、図1では、単一の船舶11だけが示されているが、複数の船舶11が含まれてもよい。
 船舶11は、プロペラ110を有し、プロペラ110の回転により推進する。船舶11には、上述した端末装置10の他に、各種のセンサ(図示略)が設けられる。各種のセンサには、船速計、測位センサ、及び温度計(いずれも図示略)が含まれる。船速計は、船舶11の船速を計測する。測位センサは、所定の時間間隔で船舶11の位置を測定する。測位センサは、例えばGNSS(Global Navigation Satellite System)受信機である。測位センサにより測定された船舶11の位置を時系列に沿って結ぶことにより、船舶11の航路が得られる。温度計は、海水温を計測する。端末装置10は、各種のセンサの出力を取得し、取得した出力から得られる実績航海条件を通信衛星50及びネットワーク52を介してサーバ装置40に送信する。
 図2は、プロペラ110の表面状態の一例を示す断面図である。プロペラ110の表面状態は、船舶11の航行に伴って劣化し、メンテナンスが必要な状態になる。プロペラ110の表面状態には、表面粗度と、汚損度とが含まれる。表面粗度は、プロペラ110の表面の粗さ、すなわち凹凸を示す度合いである。プロペラ110は、船舶11の航行に伴って表面粗度が高くなる。汚損度は、プロペラ110の表面に付着した生物由来の汚損の度合いを示す。プロペラ110の表面上には、船舶11の航行に伴って生物由来の付着物111が付着する。付着物111は、バイオフィルムとも呼ばれる微生物の高次構造体やフジツボを含む。表面粗度又は汚損度が高くなると、摩擦抵抗が増え、プロペラ110の性能が低下する。そこで、表面粗度又は汚損度が高くなった場合には、プロペラ110のメンテナンスを行う。ただし、表面粗度が高くなった場合と汚損度が高くなった場合とでは、最適なメンテナンスの方法が異なる。例えば表面粗度が高くなった場合と汚損度が高くなった場合とでは、異なる研磨手段を用いて異なる研磨方法でメンテナンスが行われる。また、表面粗度が高くなった場合と汚損度が高くなった場合とでは、メンテナンスの頻度やメンテナンスに要する時間が異なる。
 図1に戻り、水中ドローン20は、水中を潜水及び潜航して移動し、プロペラ110の点検を行う。また、水中ドローン20は、水中でホバリングする機能を有する。水中ドローン20は、本発明に係る「水中移動体」の一例である。水中ドローン20は、ブラシ21と、カメラ22と、干渉計23とを備える。カメラ22及び干渉計23は、水中で使用できるように防水機能を有する。ブラシ21は、プロペラ110の表面の汚損を除去する。例えばブラシ21は、回転してプロペラ110の表面に接触し、プロペラ110の表面に付着した付着物111を除去する。ブラシ21は、本発明に係る「除去手段」の一例である。カメラ22は、プロペラ110の表面の画像を撮影する。カメラ22は、本発明に係る「撮像手段」の一例である。干渉計23は、干渉法を用いてプロペラ110の表面の汚損の指標値を測定する。この指標値は、プロペラ110の表面に付着する付着物111の厚さ及び屈折率を示す。干渉計23は、本発明に係る「測定手段」の一例である。
 干渉計23は、例えば発光部と、分光部と、撮像素子と、処理部とを有する。発光部は、レーザー光等の光を照射する。分光部は、発光部により照射された光を2つ以上の光に分割する。分光部により分割された光はプロペラ110の表面に照射される。図2に示されるように、プロペラ110の表面に付着物111が付着している場合、干渉計23から照射された光は、付着物111の表面で反射する光L1と、付着物111の中に屈折して入射しプロペラ110の表面で反射する光L2となる。プロペラ110の表面で反射する光L2の光路長は付着物111の表面で反射する光L1の光路長より大きいため、この光路差により、付着物111の表面には干渉縞が形成される。撮像素子は、付着物111の表面に形成された干渉縞の画像を撮影する。処理部は、撮像素子により撮影された画像を用いて干渉縞の間隔を計測し、計測した間隔を用いて指標値(n×d)を算出する。ここで、nは付着物111の屈折率、dは付着物111の厚さを示す。この指標値は大きいほど、付着物111の厚さが大きく又は付着物111の濃度が高いことを示す。なお、ここで説明した干渉計23の構成は一例であり、既知の他の構成であってもよい。
 一例において、指標値(n×d)は、光を強めあう条件を示す以下の数式(1)に基づいて求められる。
2ndcosθ=(m+1/2)λ・・・(1)
 数式(1)において、nは付着物111の屈折率、dは付着物111の厚さ、θは屈折角、mは整数(m=0,1,2,…)、λは空気中での波長である。
 他の例において、少なくとも一の船舶11の過去の実績又は模型船の水槽試験に基づいて干渉縞の間隔と指標値(n×d)との対応関係を示すデータベースが作成され、このデータベースに基づいて、処理部により計測された干渉縞の間隔から指標値(n×d)が求められてもよい。
 制御装置30は、水中ドローン20を制御する。制御装置30は、操縦者が水中ドローン20を操縦するのに用いられる。制御装置30は、操縦者の操作を受け付け、この操作に応じた制御信号を制御線54を介して水中ドローン20に送信する。水中ドローン20は、制御装置30から受信した制御信号に従って動作する。また、制御装置30は、水中ドローン20からプロペラ110の点検で得られた情報を制御線54を介して取得し、ネットワーク52を介してサーバ装置40に送信する。なお、水中ドローン20は、プロペラ110の点検で得られた情報を記憶する記憶媒体を備え、制御装置30は、水中ドローン20の記憶媒体からこの情報を取得してもよい。
 図3は、サーバ装置40の構成の一例を示す図である。サーバ装置40は、陸上に設置される。サーバ装置40は、プロペラ110の点検で得られた情報を用いて、プロペラ110のトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度を別々に判定する。サーバ装置40は、プロセッサ41と、メモリ42と、ストレージ43と、通信IF(Interface)44と、入力部45と、表示部46とを備える。サーバ装置40の各部は、バスを介して接続されている。
 プロセッサ41は、プログラムを実行することによりサーバ装置40の各部を制御及び各種の演算を行う。プロセッサ41には、例えば1又は複数のCPU(Central Processing Unit)が含まれる。メモリ42は、プロセッサ41が各種の処理を行うのに用いられる。メモリ42には、例えばROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)が含まれる。ストレージ43は、プロセッサ41により用いられる各種のデータを記憶する。ストレージ43には、例えばHHD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)が含まれる。メモリ42又はストレージ43には、サーバ装置40の機能を実現させるためのプログラムが記憶される。メモリ42及びストレージ43は、本発明に係る「記憶手段」の一例である。通信IF44は、所定の通信規格に従って他の装置とデータ通信を行う。入力部45は、ユーザの操作に応じた信号をプロセッサ41に入力する。入力部45には、例えばキーボード及びマウスが含まれる。表示部46は、各種の情報を表示する。表示部46には、例えば液晶ディスプレイが含まれる。表示部46は、本発明に係る「出力手段」の一例である。
 ストレージ43には、粗度見本画像431と、トータル見本画像432とが予め記憶される。粗度見本画像431は、プロペラ110の基準表面粗度の見本板61を撮影した画像である。粗度見本画像431は、本発明に係る「基準表面粗度の見本画像」の一例である。トータル見本画像432は、プロペラ110の表面の汚損度と表面粗度とを組み合わせたトータルの基準表面状態の見本板60を撮影することにより得られる画像である。トータル見本画像432は、本発明に係る「基準表面状態の見本画像」の一例である。
 基準表面粗度の見本板61は、複数の基準粗度の見本を含む。例えば基準表面粗度の見本板61は、4段階の基準粗度の見本を含む。基準表面粗度の見本板61は、例えばルバードゲージである。或いは基準表面粗度の見本板61は、実際に使用されたプロペラ110のキャビテーションエロージョンを型取りすることにより作成されてもよい。
 図4は、プロペラ110のトータルの表面状態の見本板60の一例を示す図である。この見本板60は、二層構造になっており、プロペラ110の基準表面粗度の見本板61の上に、プロペラ110の基準汚損度の見本板62が重ねて配置される。基準汚損度の見本板62は、複数の基準汚損度の見本を含む。例えば基準汚損度の見本板62は、3段階の基準汚損度の見本を含む。各基準汚損度の見本は、対応する基準汚損度と同様の指標値(n×d)を有することが好ましい。ここで、nは付着物の屈折率を示し、dは付着物の厚さを示す。基準汚損度の見本板62は、付着物111を模して人工的に作成される。基準汚損度の見本板62は、人工素材により形成されてもよい。トータルの表面状態の見本板60は、複数の基準表面状態の見本を含む。例えば基準表面粗度の見本板61が4段階の基準粗度の見本を含み、基準汚損度の見本板62が3段階の基準汚損度の見本を含む場合、トータルの表面状態の見本板60は、4×3=12通りの基準表面状態の見本を含む。
 サーバ装置40は、第1取得手段411と、判定手段412と、表示制御部413と、第2取得手段414と、分析手段415と、推定手段416として機能する。これらの機能は、プロセッサ41がメモリ42又はストレージ43に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
 第1取得手段411は、水中ドローン20がプロペラ110の点検において取得した情報を制御装置30を介して取得する。この情報には、汚損が除去される前のプロペラ110の表面を撮影した画像、汚損が除去される前のプロペラ110の汚損の指標値、及び汚損が除去された後のプロペラ110の表面を撮影した画像が含まれる。
 判定手段412は、第1取得手段411により取得された情報を用いて、汚損が除去される前のプロペラ110のトータルの表面状態と、汚損が除去される前のプロペラ110の汚損度と、汚損が除去された後のプロペラ110の表面粗度とを判定する。判定手段412は、汚損が除去される前のプロペラ110の表面を撮影した画像と、ストレージ43に記憶されたトータル見本画像432に含まれる基準表面状態の見本部分との類似度に応じて、汚損が除去される前のプロペラ110のトータルの表面状態を判定する。また、判定手段412は、汚損が除去される前のプロペラ110の汚損の指標値に基づいて、汚損が除去される前のプロペラ110の汚損度を判定する。さらに、判定手段412は、汚損が除去された後のプロペラ110の表面を撮影した画像と、ストレージ43に記憶された粗度見本画像431に含まれる基準表面粗度の見本部分との類似度に応じて、汚損が除去された後のプロペラ110の表面粗度を判定する。
 表示制御部413は、判定手段412により判定されたプロペラ110のトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度を表示部46に表示させる。
 第2取得手段414は、少なくとも一の船舶11の実績航海条件と、船舶11の予定航海条件とを取得する。実績航海条件は、少なくとも一の船舶11が過去に航行したときの航海条件である。実績航海条件は、本発明に係る「第1航海条件」の一例である。予定航海条件は、船舶11について予定される航海条件である。予定航海条件は、本発明に係る「第2航海条件」の一例である。
 分析手段415は、第2取得手段414により取得された実績航海条件と判定手段412により判定されたプロペラ110の汚損度との相関関係を分析する。この実績航海条件と汚損度との相関関係は、本発明に係る「第1相関関係」の一例である。また、分析手段415は、第2取得手段414により取得された実績航海条件と判定手段412により判定されたプロペラ110の表面粗度との相関関係を分析する。この実績航海条件と表面粗度との相関関係は、本発明に係る「第2相関関係」の一例である。判定手段412により判定されたプロペラ110の汚損度及び表面粗度は、それぞれ、少なくとも一の船舶11において実績航海条件に従った過去の航行に起因し又は過去の航行により影響を受けた実際のプロペラ110の汚損度及び表面粗度である。各相関関係は定式化されてもよい。また、相関関係の分析は、AI(Artificial Intelligence)を用いて行われてもよい。
 推定手段416は、分析手段415の分析により得られた実績航海条件とプロペラ110の表面状態との相関関係に基づいて、船舶11が第2取得手段414により取得された予定航海条件に従って航行したときのプロペラ110の汚損度及び表面粗度を推定する。推定手段416は、実績航海条件とプロペラ110の汚損度との相関関係に基づいて、船舶11が予定航海条件に従って航行したときのプロペラ110の汚損度を推定する。また、推定手段416は、実績航海条件とプロペラ110の表面粗度との相関関係に基づいて、船舶11が予定航海条件に従って航行したときのプロペラ110の表面粗度を推定する。
動作
 図5は、プロペラ110の表面状態を評価する動作の一例を示すシーケンスチャートである。この動作は、岸壁に係留中の船舶11のプロペラ110を点検するときに開始される。
 ステップS101において、操縦者は水中ドローン20を海中に投入した後、制御装置30を操作して水中ドローン20をプロペラ110の点検位置に移動させる。制御装置30は、操縦者の操作に応じた制御信号を水中ドローン20に送信する。ステップS102において、水中ドローン20は、制御装置30から受信した制御信号に従って水中を移動し、プロペラ110の点検位置に到着する。点検位置に到着すると、水中ドローン20は点検位置でホバリングする。
 ステップS103において、水中ドローン20は、汚損が除去される前のプロペラ110の表面の画像をカメラ22により撮影する。ステップS104において、水中ドローン20は、干渉計23により汚損が除去される前のプロペラ110の汚損の指標値を測定する。ステップS105において、水中ドローン20は、ブラシ21によりプロペラ110の表面の汚損を除去する。ステップS106において、水中ドローン20は、汚損が除去された後のプロペラ110の表面の画像をカメラ22により撮影する。ステップS107において、水中ドローン20は、ステップS103、S104、及びS106において取得された情報を制御装置30に送信する。
 ステップS108において、制御装置30は、水中ドローン20から受信した情報をサーバ装置40に送信する。なお、この例では、ステップS103、S104、及びS106において取得された情報がまとめて送信されているが、これらの情報は取得される度に個別に送信されてもよい。サーバ装置40の第1取得手段411は、制御装置30から情報を受信する。
 ステップS109において、サーバ装置40の判定手段412は、ステップS103において撮影された画像を用いて、汚損が除去される前のプロペラ110のトータルの表面状態を判定する。例えば判定手段412は、ステップS103において取得された画像と、ストレージ43に記憶されたトータル見本画像432に含まれる複数の基準表面状態の見本部分とを比較し、12通りの基準表面状態のうち、類似度が最も高い見本部分により示される基準表面状態をプロペラ110のトータルの表面状態として判定する。
 ステップS110において、サーバ装置40の判定手段412は、ステップS104において測定された指標値に基づいて、プロペラ110の汚損度を判定する。例えば判定手段412は、3段階の基準汚損度において、指標値が大きいほど高い汚損度を判定する。
 ステップS111において、サーバ装置40の判定手段412は、ステップS106において撮影された画像に基づいて、汚損が除去された後のプロペラ110の表面粗度を判定する。例えば判定手段412は、ステップS106において撮影された画像と、ストレージ43に記憶された粗度見本画像431に含まれる複数の基準表面粗度の見本部分とを比較し、4段階の基準表面粗度のうち、類似度が最も高い見本部分により示される基準表面粗度をプロペラ110の表面粗度として判定する。
 ステップS112において、サーバ装置40の判定手段412は、ステップS109~S111において判定されたトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度をストレージ43に記憶させる。ステップS113において、サーバ装置40の表示制御部413は、ステップS109~S111において判定されたトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度を表示部46に表示させる。ユーザは、表示部46に表示されたトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度に基づいて、プロペラ110の適切なメンテナンスを行うことができる。
 図5に示される動作は、例えば複数の船舶11について各船舶11のプロペラ110の点検が行われる度に繰り返し行われる。このプロペラ110の点検は、岸壁に係留される度に行われるのが好ましいが、必ずしも航海の前後においてプロペラ110を点検することができない場合がある。そのため、プロペラ110の点検は、所定の期間経過後に岸壁に係留された時や水中ドローン20が設置された特定の岸壁に係留された時等の所定のタイミングで行われてもよい。これにより、ストレージ43には、複数の船舶11についてプロペラ110のトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度からなる複数のデータセットが蓄積される。
 図6は、航海条件とプロペラ110の表面状態との相関関係を解析する動作の一例を示すシーケンスチャートである。船舶11のプロペラ110の表面状態は、船舶11の航海条件により影響を受ける。そのため、上述したプロペラ110の表面状態を評価する動作により得られた少なくとも一の船舶11のプロペラ110のトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度と、その船舶11の実績航海条件とを分析することにより、これらの相関関係が分かる。この動作は、一の船舶11について上述したプロペラ110の表面状態を評価する動作が完了する度に開始されてもよいし、所定のタイミングで開始されてもよいし、ユーザが入力部45を用いて相関関係を解析する動作を指示する操作を行ったことを契機に開始されてもよい。
 ステップS201において、サーバ装置40の第2取得手段414は、上述したプロペラ110の表面状態を評価する動作において点検が行われた船舶11の端末装置10から実績航海条件を取得する。サーバ装置40の第2取得手段414は、端末装置10に実績航海条件の取得要求を送信する。端末装置10は、この取得要求に応じて、実績航海条件をサーバ装置40に送信する。この実績航海条件には、例えば船舶11の船速と、航路と、海水温とが含まれる。ステップS202において、サーバ装置40の第2取得手段414は、端末装置10から送信された実績航海条件を受信し、ストレージ43に記憶させる。
 ステップS203において、サーバ装置40の分析手段415は、ストレージ43に記憶された実績航海条件及び判定結果を用いて、船舶11の実績航海条件と、船舶11が実績航海条件に従って航行したときの船舶11のプロペラ110の汚損度及び表面粗度の各々との相関関係を分析する。
 ステップS204において、サーバ装置40のストレージ43は、ステップS203の分析結果を記憶する。これにより、ストレージ43には、実績航海条件とプロペラ110の汚損度との相関関係、及び実績航海条件とプロペラ110の表面粗度との相関関係が記憶される。
 図7は、プロペラ110の表面状態を推定する動作の一例を示すフローチャートである。プロペラ110の点検は、船舶11が岸壁に係留される度に毎回必ず実施できるわけではない。例えば岸壁に水中ドローン20が設けられていない場合には、水中ドローン20を用いてプロペラ110の点検を行うことができない。そこで、このような場合には、プロペラ110の表面状態を推定する動作が行われる。この動作は、例えば船舶11の航行前に、ユーザが入力部45を用いてプロペラ110の表面状態を推定する動作を指示する操作を行ったことを契機に開始される。
 ステップS301において、サーバ装置40の第2取得手段414は、船舶11の予定航海条件を取得する。この予定航海条件は、船舶11の端末装置10から取得されてもよいし、入力部45を用いたユーザの操作に応じて入力されてもよい。
 ステップS302において、サーバ装置40の推定手段416は、ストレージ43に記憶された実績航海条件と汚損度との相関関係に基づいて、船舶11が予定航海条件に従って航行したときのプロペラ110の汚損度を推定する。例えばこの相関関係において、予定航海条件と最も類似する実績航海条件と相関を有する汚損度が推定される。
 ステップS303において、サーバ装置40の推定手段416は、ストレージ43に記憶された実績航海条件と表面粗度との相関関係に基づいて、船舶11が予定航海条件に従って航行したときのプロペラ110の表面粗度を推定する。例えばこの相関関係において、予定航海条件と最も類似する実績航海条件と相関を有する表面粗度が推定される。
 ステップS304において、サーバ装置40の表示制御部413は、ステップS302~S303において推定された汚損度及び表面粗度を表示部46に表示させる。これにより、ユーザは、船舶11が予定航海条件に従って航行したときのプロペラ110の汚損度及び表面粗度の推定結果を認識することができる。したがって、ユーザは、船舶11が予定航海条件に従って航行した後に、推定された汚損度及び表面粗度に基づいて、プロペラ110の適切なメンテナンスを行うことができる。
 以上説明した実施形態によれば、船舶11のプロペラ110の汚損度と表面粗度とが別々に判定されるため、これらを区別して評価することができる。これにより、プロペラ110の汚損度と表面粗度とのそれぞれの状態に応じた適切なメンテナンスの実施を支援することができる。また、船舶11のプロペラ110の汚損度と表面粗度とが別々に判定されることにより、船舶11の性能低下の原因を表面粗度によるものと汚損によるものとで切り分けて分析することができる。また、水中ドローン20がプロペラ110の点検を行うため、人がプロペラ110の点検を行う場合に比べて、時間とコストを削減することができる。さらに、プロペラ110の点検を実施できない場合にも、船舶11が予定航海条件に従って航行したときのプロペラ110の汚損度と表面粗度とを別々に推定することができるため、これらを区別して評価することができる。これにより、プロペラ110の点検を実施できない場合にも、プロペラ110の汚損度及び表面粗度に応じた適切なメンテナンスを行うことができる。さらに、上記実施形態では、船舶11のプロペラ110のトータルの表面状態が判定及び表示されるため、ユーザはプロペラ110のトータルの表面状態を認識することができる。プロペラ110の表面は、プロペラ110を形成する金属の表面粗度が下地となり、その上に生物由来の付着物111が重なっている。トータルの表面状態は、この表面粗度と生物由来の付着物111による汚損との両方の状態を反映したものとなる。トータルの表面状態は、流体力学的なプロペラ効率に影響を及ぼすため、ユーザがトータルの表面状態を認識することは重要である。さらに、プロペラ110のメンテナンスの前後におけるトータルの表面状態の変化とプロペラ効率の変化との関係を認識することができれば、ユーザがより適切なメンテナンスの実施を判断することが可能となる。
変形例
 上述した実施形態は本発明の一例であり、本発明はこの実施形態に限定されない。上述した実施形態は以下の変形例のように変形されてもよい。また、以下の2以上の変形例が組み合わせて実施されてもよい。
変形例1
 上述した実施形態において、汚損を除去する前に撮影されたプロペラ110の表面の画像に代えて又は加えて、汚損を除去する前のプロペラ110の表面における光の反射強度に基づいて、プロペラ110のトータルの表面状態が判定されてもよい。この変形例では、ストレージ43には、トータルの表面状態の見本板60の各基準表面状態の見本に光を照射したときにその見本で反射された反射光の強度が記憶される。水中ドローン20は、光センサを備える。光センサは、本発明に係る「測定手段」の一例である。光センサは、例えば発光部と、受光部と、処理部とを有する。発光部は、汚損を除去する前のプロペラ110の表面に光を照射する。受光部は、プロペラ110の表面で反射された光を受光する。処理部は、受光部により受光された光の強度を測定する。なお、ここで説明した光センサの構成は一例であり、既知の他の構成であってもよい。判定手段412は、光センサにより測定された光の強度とストレージ43に記憶された各基準表面状態の見本の反射光の強度とを比較し、最も強度差が小さい見本により示される基準表面状態をプロペラ110のトータルの表面状態として判定する。或いは、判定手段412は、光センサにより測定された光の強度が小さいほど、プロペラ110のトータルの表面状態が劣化していると判定してもよい。この変形例に係る構成であっても、船舶11のプロペラ110のトータルの表面状態を判定することができる。
 なお、プロペラ110のトータルの表面状態は、上層の生物由来の付着物111による汚損の影響と、下層の金属の表面粗度の影響との両方の影響を受ける。ただし、汚損を除去する前に撮影されたプロペラ110の表面の画像を用いた方法により判定されるトータルの表面状態は、生物由来の付着物111による汚損の影響が大きい一方、汚損を除去する前のプロペラ110の表面における光の反射強度を用いた方法により判定されるトータル表面状態は、生物由来の付着物111による汚損の影響のみならず、金属の表面粗度の影響も大きいと推測される。そこで、これらの2つの方法を、見本との比較もしながら、また生物由来の付着物111を除去することによる要素分解も行いながら実施することで、複合的な要因で定まるプロペラ110の表面状態について、ある程度の確度で判定することができる。
変形例2
 上述した実施形態において、汚損を除去する前のプロペラ110の汚損の指標値に代えて又は加えて、汚損除去前に撮影されたプロペラ110の表面の画像に基づいて、プロペラ110の汚損度が判定されてもよい。この変形例では、ストレージ43には、基準汚損度の見本板62を単体で撮影することにより得られる汚損見本画像が予め記憶される。汚損見本画像は、本発明に係る「基準汚損度の見本画像」の一例である。判定手段412は、汚損を除去する前に撮影されたプロペラ110の表面の画像と、ストレージ43に記憶された汚損見本画像に含まれる複数の基準汚損度の見本部分とを比較し、類似度が最も高い見本部分により示される基準汚損度をプロペラ110の汚損度として判定する。この変形例に係る構成であっても、船舶11のプロペラ110の汚損度を判定することができる。
変形例3
 上述した実施形態において、汚損を除去する前に測定されたプロペラ110の汚損の指標値に代えて又は加えて、汚損を除去する前のプロペラ110の表面における光の反射強度に基づいて、プロペラ110の汚損度が判定されてもよい。この変形例では、ストレージ43には、基準汚損度の見本板62の各基準汚損度の見本に光を照射したときにその見本で反射された反射光の強度が記憶される。水中ドローン20は、上述した変形例で説明した光センサを備える。光センサは、汚損を除去する前のプロペラ110の表面に光を照射し、プロペラ110の表面で反射された光を受光し、受光した光の強度を測定する。判定手段412は、光センサにより測定された光の強度に応じて、プロペラ110の汚損度を判定する。例えば判定手段412は、光センサにより測定された光の強度とストレージ43に記憶された各基準汚損度の見本の反射光の強度とを比較し、最も強度差が小さい見本により示される基準汚損度をプロペラ110の表面の汚損度として判定する。或いは、判定手段412は、光センサにより測定された光の強度が小さいほど、プロペラ110の汚損度が高いと判定してもよい。また、判定手段412は、プロペラ110の汚損の指標値と光センサにより測定された光の強度との両方に基づいて、プロペラ110の汚損度を判定してもよい。この変形例に係る構成であっても、船舶11のプロペラ110の汚損度を判定することができる。なお、上述したように、汚損の指標値は付着物111の屈折率nと、付着物111の厚さdとで構成される。このうち付着物111の厚さdは、反射光の強度にも影響を与える。したがって、指標値(n×d)は、反射光の強度に基づいて要素分解されてもよい。
変形例4
 上述した実施形態において、汚損を除去した後に撮影されたプロペラ110の表面の画像に代えて又は加えて、汚損を除去した後のプロペラ110の表面における光の反射強度に基づいて、プロペラ110の表面粗度が判定されてもよい。この変形例では、ストレージ43には、基準表面粗度の見本板61の各基準汚損度の見本に光を照射したときにその見本で反射された反射光の強度が記憶される。水中ドローン20は、上述した変形例で説明した光センサを備える。光センサは、汚損を除去した後のプロペラ110の表面に光を照射し、プロペラ110の表面で反射された光を受光し、受光した光の強度を測定する。例えば判定手段412は、光センサにより測定された光の強度とストレージ43に記憶された各基準表面粗度の見本の反射光の強度とを比較し、最も強度差が小さい見本により示される基準表面粗度をプロペラ110の表面粗度として判定する。或いは、判定手段412は、光センサにより測定された光の強度が小さいほど、プロペラ110の表面粗度が低いと判定してもよい。この変形例に係る構成であっても、船舶11のプロペラ110の表面粗度を判定することができる。
変形例5
 上述した実施形態において、必ずしもプロペラ110の点検により取得された情報から、プロペラ110の表面状態、汚損度、及び表面粗度が全て判定されなくてもよい。例えばプロペラ110の点検により取得された情報からプロペラ110のトータルの表面状態及び表面粗度だけが判定され、汚損度はプロペラ110のトータルの表面状態及び表面粗度に基づいて判定されてもよい。例えばプロペラ110のトータルの表面状態が、判定された表面粗度と或る汚損度との組み合わせである場合、その汚損度が判定される。他の方法としては、プロペラ110のトータルの表面状態が劣化しており、表面粗度が小さい場合、プロペラ110の汚損度は高いと判定されてもよい。プロペラ110のトータルの表面状態が劣化しており、表面粗度が大きい場合、プロペラ110の汚損度は低いと判定されてもよい。また、プロペラ110の汚損度と表面粗度だけが判定され、プロペラ110のトータルの表面状態は判定されなくてもよい。この変形例に係る構成であっても、船舶11のプロペラ110の汚損度と表面粗度とを別々に評価することができる。
変形例6
 上述した実施形態において、判定手段412の判定結果及び推定手段416の推定結果の表示は、判定結果及び推定結果の出力の一例であり、これに限定されない。例えばサーバ装置40がスピーカを備え、判定結果及び推定結果を示す音声がスピーカから出力されてもよい。また、判定結果及び推定結果が通信IF44から外部装置に送信されてもよい。スピーカ又は通信IF44は、本発明に係る「出力手段」の一例である。この変形例に係る構成であっても、船舶11のプロペラ110の汚損度と表面粗度とを別々に評価することができる。
変形例7
 上述した実施形態において、水中ドローン20は水中移動体の一例であり、これに限定されない。例えば水中移動体は、有人潜水艇、水中ロボット等、水中を移動する機器であればどのような機器でもよい。
変形例8
 上述した実施形態において、水中ドローン20に代えて人である潜水士がプロペラ110の点検を行ってもよい。この変形例では、例えば潜水士がトータルの表面状態の見本板60、基準表面粗度の見本板61、基準汚損度の見本板62、及びブラシ21を持って潜水し、プロペラ110の点検位置へと移動する。点検位置に到着すると、潜水士は、トータルの表面状態の見本板60を用いて汚損を除去する前のプロペラ110のトータルの表面状態を判定する。続いて、潜水士は、基準汚損度の見本板62を用いて汚損を除去する前のプロペラ110の汚損度を判定する。続いて、潜水士は、ブラシ21を用いてプロペラ110の汚損を除去する。続いて、潜水士は、基準表面粗度の見本板61を用いて、汚損を除去した後のプロペラ110の表面粗度を判定する。点検が完了すると、潜水士は、水面に浮上して陸上に上がる。そして、潜水士は、判定したプロペラ110のトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度を点検報告書に記録し、責任者に渡す。この記録は、プロペラ110のトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度の出力の一例である。この変形例に係る構成であっても、船舶11のプロペラ110の汚損度と表面粗度とを別々に評価することができる。
変形例9
 上述した実施形態において、評価システム1、端末装置10、水中ドローン20、制御装置30、及びサーバ装置40の構成は一例であり、これに限定されない。一の装置の機能を複数の装置が分散して有してもよいし、複数の装置の機能を一の装置がまとめて有していてもよい。
変形例10
 上述した実施形態において、評価システム1、端末装置10、水中ドローン20、制御装置30、及びサーバ装置40の動作は一例であり、これに限定されない。評価システム1、端末装置10、水中ドローン20、制御装置30、及びサーバ装置40の処理手順は、矛盾の無い限り、順序が入れ替えられてもよいし、一部の処理手順が省略されてもよい。
変形例11
 本発明の別の形態は、評価システム1、端末装置10、水中ドローン20、制御装置30、及びサーバ装置40において行われる処理のステップを有する方法を提供してもよい。また、本発明のさらに別の形態は、端末装置10、水中ドローン20、制御装置30、又はサーバ装置40において実行されるプログラムを提供してもよい。このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されて提供されてもよいし、インターネット等を介したダウンロードによって提供されてもよい。
変形例12
 上述した実施形態において、汚損を除去する前に撮影されたプロペラ110の画像と汚損を除去した後に撮影されたプロペラ110の画像との比較により、汚損度が判定されてもよい。汚損の除去前後の画像の差が大きい程、汚損度が大きいことを示す。したがって、判定手段412は、これらの画像の差が大きい場合には、これらの画像の差が小さい場合よりも高い汚損度を判定してもよい。
 一の例において、判定手段412は、水中ドローン20のカメラ22により撮影された汚損が除去される前のプロペラ110の表面の画像と、ストレージ43に記憶されたトータル見本画像432に含まれる複数の基準表面状態の見本部分とを比較し、類似度が最も高い見本部分により示される基準表面状態をプロペラ110のトータルの表面状態として判定する。また、判定手段412は、水中ドローン20のカメラ22により撮影された汚損が除去された後のプロペラ110の表面粗度の画像と、ストレージ43に記憶された粗度見本画像431に含まれる複数の基準表面粗度の見本部分とを比較し、類似度が最も高い見本部分により示される基準表面粗度をプロペラ110の表面粗度として判定する。
 ここで、上述したように、トータルの表面状態の見本板60に含まれる複数の基準表面状態は、複数の基準粗度と複数の基準汚損度との組み合わせにより構成される。この変形例では、トータルの表面状態の見本板60には、基準表面状態は同じであるが、汚損度と表面粗度とが異なる複数の見本が含まれる。そこで、判定手段412は、判定されたトータルの表面状態を構成する複数の組合せの中から、判定された表面粗度を含む組合せを特定し、特定された組合せを構成する汚損度をプロペラ110の表面の汚損度として判定する。例えばプロペラ110のトータルの表面状態がT1であり、基準表面状態T1の複数の見本には、基準粗度R1と基準汚損度P1との組合せ、基準粗度R2と基準汚損度P2との組合せ、及び基準粗度R3と基準粗度P3との組合せが含まれる場合を想定する。この場合において、プロペラ110の表面粗度がR2である場合には、基準粗度R2と基準汚損度P2との組合せが特定され、プロペラ110の表面の汚損度としてP2が判定される。この変形例に係る構成であっても、船舶11のプロペラ110の汚損度を判定することができる。
変形例13
 上述した実施形態において、汚損を除去する前のプロペラ110の表面における光の反射強度と汚損を除去した後のプロペラ110の表面における光の反射強度との比較により、汚損度が判定されてもよい。汚損の除去前後の光の反射強度の差が大きい程、汚損度が大きいことを示す。したがって、判定手段412は、これらの光の反射強度の差が大きい場合には、これらの光の反射強度の差が小さい場合よりも高い汚損度を判定してもよい。
 一の例において、上述した変形例1と同様に、ストレージ43には、トータルの表面状態の見本板60の各基準表面状態の見本に光を照射したときにその見本で反射された反射光の強度が記憶される。判定手段412は、水中ドローン20の光センサにより測定された、撮影された汚損が除去される前のプロペラ110の表面において反射された反射光の強度と、ストレージ43に記憶された各基準表面状態の見本の反射光の強度とを比較し、強度差が最も小さい見本により示される基準表面状態をプロペラ110の表面状態として判定する。また、判定手段412は、水中ドローン20の光センサにより測定された、撮影された汚損が除去された後のプロペラ110の表面において反射された反射光の強度と、ストレージ43に記憶された各基準表面状態の見本の反射光の強度とを比較し、強度差が最も小さい見本部分により示される基準表面粗度をプロペラ110の表面粗度として判定する。
 ここで、上述したように、トータルの表面状態の見本板60に含まれる複数の基準表面状態は、複数の基準粗度と複数の基準汚損度との組み合わせにより構成される。そこで、判定手段412は、上述した変形例12と同様に、判定されたトータルの表面状態に対応する基準表面状態の複数の見本の中から、判定された表面粗度を含む組合せを特定し、特定された組合せを構成する汚損度をプロペラ110の表面の汚損度として判定する。この変形例に係る構成であっても、船舶11のプロペラ110の汚損度を判定することができる。
変形例14
 上述した実施形態において判定されたプロペラ110のトータルの表面状態、汚損度、及び表面粗度をストレージ43に蓄積し、AIによりこれらのデータを教師データとして解析することにより、この解析結果を用いてトータルの表面状態のみから汚損度及び表面粗度の判定が行われてもよい。このトータルの表面状態を判定する方法としては、上述した実施形態において説明した汚損が除去される前に撮影されたプロペラ110の画像を用いた方法が採用されてもよいし、上述した変形例1において説明した汚損が除去される前のプロペラ110の表面における光の反射強度を用いた方法が採用されてもよい。
変形例15
 上述した実施形態において、プロペラ110の表面の汚損度を判定する方法は、干渉縞を用いた方法に限定されない。例えばプロペラ110の表面に波長が異なる複数の光を照射し、これらの光の屈折率の違い又は特定の波長の光の吸収率によって、プロペラ110の表面の汚損度の判定が行われてもよい。
1:評価システム、10:端末装置、11:船舶、20:水中ドローン、21:ブラシ、22:カメラ、23:干渉計、30:制御装置、40:サーバ装置、41:プロセッサ、42:メモリ、43:ストレージ、44:通信IF、45:入力部、46:表示部、110:プロペラ、411:第1取得手段、412:判定手段、413:表示制御部、414:第2取得手段、415:分析手段、416:推定手段

Claims (13)

  1.  船舶のプロペラの表面から汚損を除去する除去手段と、
     前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の汚損度と、前記汚損が除去された後の前記プロペラの表面粗度とを判定する判定手段と、
     前記汚損度及び前記表面粗度を出力する出力手段と
     を備える評価システム。
  2.  干渉法を用いて前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面を汚損する付着物の厚さ及び屈折率を示す指標値を測定する測定手段をさらに備え、
     前記汚損度は、前記指標値に基づいて判定される
     請求項1に記載の評価システム。
  3.  基準表面粗度の見本画像を記憶する記憶手段と、
     前記汚損が除去された後の前記プロペラの前記表面の画像を撮影する撮像手段とをさらに備え、
     前記表面粗度は、前記撮影された画像と前記見本画像との類似度に応じて判定される
     請求項1に記載の評価システム。
  4.  前記汚損が除去された後の前記プロペラの前記表面に光を照射し、前記表面で反射された光を受光し、前記受光された光の強度を測定する測定手段をさらに備え、
     前記表面粗度は、前記光の強度に応じて判定される
     請求項1に記載の評価システム。
  5.  前記判定手段は、前記汚損が除去される前の前記プロペラの表面状態を判定し、
     前記汚損度は、前記表面状態と前記表面粗度とに応じて判定される
     請求項1に記載の評価システム。
  6.  基準表面状態の見本画像を記憶する記憶手段と、
     前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の画像を撮影する撮像手段とをさらに備え、
     前記表面状態は、前記撮影された画像と前記見本画像との類似度に応じて判定される
     請求項5に記載の評価システム。
  7.  前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面に光を照射し、前記表面で反射された光を受光し、前記受光された光の強度を測定する測定手段をさらに備え、
     前記表面状態は、前記光の強度に応じて判定される
     請求項5に記載の評価システム。
  8.  前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の第1画像と、前記汚損が除去された後の前記プロペラの前記表面の第2画像とを撮影する撮像手段をさらに備え、
     前記判定手段は、前記汚損の除去前後の前記第1画像と前記第2画像との比較により、前記汚損度を判定する
     請求項1に記載の評価システム。
  9.  前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面に第1光を照射し、前記表面で反射された前記第1光を受光し、前記受光された第1光の強度を測定し、前記汚損が除去された後の前記プロペラの前記表面に第2光を照射し、前記表面で反射された前記第2光を受光し、前記受光された第2光の強度を測定する測定手段をさらに備え、
     前記判定手段は、前記汚損の除去前後の前記反射された第1光と前記反射された第2光との強度差により、前記汚損度を判定する
     請求項1に記載の評価システム。
  10.  前記除去手段を有する水中移動体をさらに備える
     請求項1に記載の評価システム。
  11.  少なくとも一の船舶の過去の第1航海条件と、前記少なくとも一の船舶において前記第1航海条件に従った航行による少なくとも一のプロペラの前記汚損度との第1相関関係、及び前記第1航海条件と、前記少なくとも一の船舶において前記第1航海条件に従った航行により影響を受けた少なくとも一のプロペラの前記表面粗度との第2相関関係を記憶する記憶手段と、
     前記船舶について予定される第2航海条件を取得する取得手段と、
     前記第1相関関係に基づいて、前記船舶が前記第2航海条件に従って航行したときの前記プロペラの前記表面の前記汚損度を推定し、前記第2相関関係に基づいて、前記船舶が前記第2航海条件に従って航行したときの前記プロペラの前記表面粗度を推定する推定手段とをさらに備え、
     前記出力手段は、さらに前記推定された汚損度及び前記推定された表面粗度を出力する
     請求項1に記載の評価システム。
  12.  船舶のプロペラの表面から汚損を除去するステップと、
     前記汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の汚損度と、前記汚損が除去された後の前記プロペラの表面粗度とを判定するステップと、
     前記汚損度及び前記表面粗度を出力するステップと
     を備える評価方法。
  13.  コンピュータに、
     船舶のプロペラの表面から汚損が除去される前の前記プロペラの前記表面の汚損度と、前記汚損が除去された後の前記プロペラの表面粗度とを判定するステップと、
     前記汚損度及び前記表面粗度を出力するステップと
     を実行させるためのプログラム。
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