WO2024116717A1 - 航行支援装置、航行支援方法、及びプログラム - Google Patents

航行支援装置、航行支援方法、及びプログラム Download PDF

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WO2024116717A1
WO2024116717A1 PCT/JP2023/039614 JP2023039614W WO2024116717A1 WO 2024116717 A1 WO2024116717 A1 WO 2024116717A1 JP 2023039614 W JP2023039614 W JP 2023039614W WO 2024116717 A1 WO2024116717 A1 WO 2024116717A1
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WO
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data
ship
support
navigation
watch
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Application number
PCT/JP2023/039614
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English (en)
French (fr)
Inventor
潤 山林
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
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/40—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation for controlling the operation of vessels, e.g. monitoring their speed, routing or maintenance schedules
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G3/00—Traffic control systems for marine craft

Definitions

  • the present invention relates to a navigation support device, a navigation support method, and a program.
  • Patent Document 1 discloses a navigation communication support device between ships that enables a ship and another ship that encounter each other at sea to express their intention to maneuver to avoid a collision.
  • the present invention was made in consideration of the above problems, and its main objective is to provide a navigation support device, a navigation support method, and a program that can make it easier to support a ship from the outside.
  • a navigation support device includes an acquisition unit that acquires watch capability data that indicates the watch capability of a ship, and a calculation unit that calculates a level of support required that indicates the degree to which the ship requires external support based on the watch capability data. This makes it easier to provide support to the ship from the outside.
  • the watchkeeping capability data may include the number of watchkeepers on the ship. This makes it possible to calculate the level of support required according to the number of watchkeepers.
  • the watchkeeping ability data may include attributes of the watchkeeper on the ship. This makes it possible to calculate the level of assistance required according to the attributes of the watchkeeper.
  • the watch ability data may include the time that has elapsed since the start of watch. This makes it possible to calculate the level of assistance required according to the time that has elapsed since the start of watch.
  • the acquisition unit may further acquire call data representing calls by radio telephone from other ships present around the vessel, and the calculation unit may calculate the degree of need for assistance further based on the call data. This makes it possible to calculate the degree of need for assistance in response to calls from other ships.
  • the acquisition unit may further acquire surrounding situation data that represents the situation around the vessel, and the calculation unit may calculate the level of support required based on the surrounding situation data. This makes it possible to calculate the level of support required according to the situation around the vessel.
  • the surrounding situation data may include the positions of other ships around the ship, as detected by a radar or AIS installed on the ship. This makes it possible to calculate the level of assistance required according to the positions of other ships detected by the radar or AIS.
  • the acquisition unit may further acquire ship state data representing the state of the ship, and the calculation unit may calculate the degree of support required further based on the ship state data. This makes it possible to calculate the degree of support required according to the state of the ship.
  • the ship status data may include the position of the ship. This makes it possible to calculate the level of assistance required according to the ship's position.
  • the acquisition unit may acquire the surrounding condition data from a plurality of the ships, and the calculation unit may calculate the relative degree of support required for the plurality of the ships. This makes it possible to calculate the relative degree of support required for the plurality of ships.
  • a notification unit may be further provided that notifies each of the multiple ships of the relative degree of need for assistance. This makes it possible to notify each of the multiple ships of the relative degree of need for assistance.
  • the calculation unit may estimate the level of support required from the watch ability data using a trained model that is generated in advance by machine learning using the learning watch ability data as input data and the learning level of support required associated with the learning watch ability data as teacher data. This makes it possible to calculate the level of support required using the trained model.
  • a navigation support method acquires watch capability data that indicates the watch capability of a ship, and calculates a level of support required that indicates the degree to which the ship requires external support based on the watch capability data. This makes it easier to provide support to the ship from the outside.
  • another aspect of the program of the present invention causes a computer to acquire watch capability data that indicates the watch capability of a ship, and calculate a level of support required that indicates the degree to which the ship requires external support based on the watch capability data. This makes it easier to provide support to the ship from the outside.
  • FIG. 1 illustrates an example of a navigation support system.
  • FIG. 1 illustrates an example of a shipboard system.
  • FIG. 1 illustrates an example of a remote monitoring device.
  • FIG. 13 is a diagram showing a display example of a monitoring screen.
  • FIG. 13 is a diagram showing another display example of the monitoring screen.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a ship information sharing device.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining calculation of a level of support required.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining watch ability data.
  • FIG. 2 illustrates an example of the configuration of a remote monitoring device.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a procedure of a navigation support method.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a change in transmission frequency.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the transfer of untransmitted data.
  • FIG. 2 illustrates an example of the configuration of a remote monitoring device.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a navigation support system 100.
  • the diagram shows a schematic diagram of multiple ships S sailing on the sea and a land center T.
  • the navigation support system 100 includes an onboard system 10 mounted on the ship S and a remote monitoring device 3 installed at the land center T.
  • the shipboard system 10 and the remote monitoring device 3 can communicate with each other, for example, by satellite communication.
  • satellite communication wireless communication using, for example, ultra-high frequency waves, ultra-high frequency waves, short waves, medium frequency waves, or medium waves may also be used.
  • the shipboard system 10 sequentially transmits navigation-related data related to the navigation of the ship S to the remote monitoring device 3.
  • the remote monitoring device 3 collects the navigation-related data transmitted from the shipboard system 10 and uses it to monitor and support the ship S.
  • Ship S is a crew-reduced ship, such as a manned autonomous ship. For this reason, ship S may require support from outside.
  • a crew-reduced ship means that the number of crew members is smaller than the general number of crew members on a ship of the same size. Note that ship S does not have to be an autonomous ship.
  • a land captain C is stationed at the onshore center T.
  • the onshore captain C is, for example, a ship captain or an onshore support staff member with equivalent qualifications or skills.
  • the onshore captain C monitors and supports the ship S using the remote monitoring device 3.
  • the introduction of the navigation support system 100 makes it possible to reduce the number of personnel required for ship S while still ensuring safety. In other words, with support from the captain C on land, even an inexperienced navigator can navigate ship S as if he or she were an experienced captain.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the shipboard system 10.
  • the shipboard system 10 is a system that is installed on a ship S.
  • the ship on which the system is installed is referred to as the "own ship” and other ships are referred to as "other ships.”
  • the shipboard system 10 includes a ship information sharing device 2, a radar 41, an AIS 42, a camera 43, a GNSS receiver 44, a gyrocompass 45, an ECDIS 46, a wireless communication unit 5, sensors 6, and a ship steering control unit 7. These devices are connected to a network N, such as a LAN, and are capable of network communication with each other.
  • a ship information sharing device 2 a radar 41, an AIS 42, a camera 43, a GNSS receiver 44, a gyrocompass 45, an ECDIS 46, a wireless communication unit 5, sensors 6, and a ship steering control unit 7.
  • a network N such as a LAN
  • the ship information sharing device 2 is a computer including a CPU, RAM, ROM, non-volatile memory, and an input/output interface.
  • the CPU of the ship information sharing device 2 executes information processing according to a program loaded from the ROM or non-volatile memory to the RAM.
  • the program may be supplied via an information storage medium such as an optical disk or a memory card, or via a communications network such as the Internet or a LAN.
  • an information storage medium such as an optical disk or a memory card
  • a communications network such as the Internet or a LAN.
  • the radar 41 emits radio waves around the ship and receives the reflected waves, generating echo data based on the received signals.
  • the radar 41 also identifies targets from the echo data and generates TT data (Target Tracking Data) that represents the target's position and speed.
  • the AIS (Automatic Identification System) 42 receives AIS data from other ships around the ship or from land-based control. It is not limited to AIS, and VDES (VHF Data Exchange System) may also be used. AIS data includes the identification codes, names, positions, courses, speeds, types, lengths, and destinations of other ships.
  • Camera 43 is a digital camera that captures images of the outside world from the ship and generates image data.
  • Camera 43 is installed, for example, on the bridge of the ship, facing the bow direction.
  • Camera 43 is, for example, a so-called PTZ camera that has pan/tilt and optical zoom functions.
  • the GNSS receiver 44 detects the ship's position based on radio waves received from the Global Navigation Satellite System (GNSS).
  • the gyrocompass 45 detects the ship's bow direction.
  • a GPS compass may be used instead of a gyrocompass.
  • the ECDIS (Electronic Chart Display and Information System) 8 acquires the ship's position from the GNSS receiver 44 and displays the ship's position on an electronic chart.
  • the ECDIS 46 also displays the ship's planned route on the electronic chart.
  • a GNSS plotter may be used instead of an ECDIS.
  • the wireless communication unit 5 includes radio equipment that realizes satellite communication.
  • the wireless communication unit 5 also includes radio equipment that realizes wireless communication using, for example, ultra-high frequency waves, very high frequency waves, short frequency waves, medium frequency waves, or medium waves.
  • the wireless communication unit 5 is equipped with a radio telephone 52 that realizes communication between ships.
  • the sensors 6 include, for example, a gyro sensor that detects the attitude of the ship.
  • the sensors 6 also include various sensors that detect the status of the ship's engine and other equipment.
  • the ship information sharing device 2 is an independent device, but this is not limited to the above, and it may be integrated with another device such as the ECDIS 46. In other words, the functional parts of the ship information sharing device 2 may be realized by another device.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the remote monitoring device 3.
  • the remote monitoring device 3 is also a computer including a CPU, RAM, ROM, non-volatile memory, and an input/output interface.
  • a plurality of terminals 9 are connected to the remote monitoring device 3, and some or all of the terminals 9 are used by the captain C on land.
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams showing examples of the monitoring screen displayed on the terminal 9.
  • the monitoring screen MG shown in FIG. 4 is, for example, an electronic nautical chart in which multiple symbols SY representing multiple ships S are mapped to positions within the image that correspond to their actual positions.
  • the monitoring screen PG shown in Figure 5 is an enlarged screen that includes the symbol SS, which represents the monitored ship, and the symbols OS, which represent other ships present around it.
  • the monitoring screen PG also depicts the planned route SR along which the monitored ship is scheduled to sail.
  • the monitoring screen PG also displays the suggested avoidance route PR input to the terminal 9 by the captain C on land.
  • the data of the suggested avoidance route PR is transmitted to the monitored ship as support data and is displayed, for example, on a display device on the ship.
  • the land-based captain C is expected to monitor multiple ships S using the remote monitoring device 3, but there is a problem in that it is difficult to know which ships S need assistance.
  • navigation assistance is made easier by defining a level of assistance required, which indicates the extent to which the vessel S requires assistance from outside.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the ship information sharing device 2.
  • the ship information sharing device 2 is an example of a navigation support device that calculates the degree of support required.
  • the control unit 20 of the ship information sharing device 2 includes a data acquisition unit 21, a level of support required calculation unit 22, and a transmission unit 23. These functional units are realized by the CPU of the control unit 20 executing information processing according to a program.
  • the data acquisition unit 21 acquires navigation-related data related to the navigation of the ship.
  • the navigation-related data includes, for example, surrounding situation data that indicates the situation around the ship, ship condition data that indicates the state of the ship, watch capability data that indicates the watch capability of the ship, and call data that indicates calls by radio telephone from other ships (see Figure 7).
  • the surrounding situation data includes, for example, the positions of other ships detected by radar 41 or AIS 42.
  • the surrounding situation data may further include the speed (ship speed and course) of other ships.
  • the TT data generated by radar 41 or the AIS data received by AIS 42 are examples of surrounding situation data.
  • the surrounding condition data may also include meteorological and oceanographic data that represents the weather and oceanographic conditions around the ship.
  • the meteorological and oceanographic data is acquired from an external server by the wireless communication unit 5.
  • the surrounding condition data may also include data that represents the degree of visibility around the ship. The degree of visibility is determined from images captured by the camera 43.
  • the ship status data includes, for example, the ship's position detected by the GNSS receiver 44.
  • the ship status data may also include data indicating the operating status of sensors installed on the ship's engine and other equipment, or data indicating the degree of the ship's motion detected by a gyro sensor.
  • the ship condition data may include data representing the amount of cargo on the ship, or data representing the ship's hull condition.
  • the hull condition may be, for example, the amount of ballast, or the amount of barnacles attached to the bottom of the ship.
  • the watchkeeping capability data is data that represents the watchkeeping capability of the ship at the time the level of assistance required is calculated, and includes, for example, the number of watchkeepers on the ship, the attributes of the watchkeepers on the ship, or the time elapsed since watchkeeping began.
  • the number of watch personnel is the number of people on watch at the time when the level of assistance required is calculated.
  • the attributes of the watch personnel are, for example, rank, qualification, or years of experience.
  • the time elapsed since the start of watch is the time elapsed from when the watch personnel started watching to the time when the level of assistance required is calculated.
  • the watch-keeping ability data is obtained, for example, from a watch-keeping plan table such as that shown in FIG. 8.
  • the watch-keeping plan table specifies the time when each crew member is on watch, and makes it possible to read the number of watch personnel at each point in time, the attributes of the watch personnel, or the time elapsed since the start of watch.
  • Call data is generated by the wireless communication unit 5 when a call is made to the radio telephone 52 from another ship.
  • the support level calculation unit 22 calculates the level of support required, which indicates the degree to which the ship requires external support, based on the navigation-related data acquired by the data acquisition unit 21. In other words, the support level calculation unit 22 calculates the overall level of support required based on surrounding situation data, ship condition data, watch-keeping capability data, call data, etc.
  • the assistance required level calculation unit 22 estimates the assistance required level from the navigation-related data acquired by the data acquisition unit 21 using a trained model generated in advance by machine learning (see FIG. 7). Without being limited to this, the assistance required level calculation unit 22 may calculate the assistance required level from the watchkeeping ability data according to a predetermined rule.
  • the trained model is generated by machine learning using the training navigation-related data as input data and the training assistance level required associated with the training navigation-related data as training data.
  • the trained model is composed of, for example, a deep neural network.
  • the learning support level associated with the learning navigation-related data is a label that indicates the need for support using a binary value. It is preferable that the learning support level is assigned based on an evaluation by an experienced marine technician, for example.
  • the output layer of the trained model is configured to output a numerical value between 0 and 1 using a sigmoid function.
  • the level of support required is expressed based on the numerical value output from the trained model, for example, as a numerical value between 0 and 100.
  • the degree of need for assistance is calculated to be high when the ship's position detected by the GNSS receiver 44 is in a specific sea area such as the Straits of Malacca.
  • the degree of need for assistance is calculated to be high when it is raining or the waves are high around the ship.
  • the degree of assistance required is calculated to be higher the worse the visibility is determined from the image captured by the camera 43.
  • the degree of assistance required is calculated to be higher the greater the number of other ships detected by the radar 41 or AIS 42.
  • the degree of assistance required is calculated to be higher if another ship calls the ship via radio telephone 52.
  • the degree of assistance required is calculated to be higher if there is a malfunction in the operation of the ship's sensors or if the ship is experiencing large roaring.
  • the degree of assistance required is calculated to be higher the lower the ship's watchkeeping ability. For example, the lower the number of watchkeepers, the lower their rank, the fewer years of experience they have, or the longer it has been since they started watchkeeping, the higher the degree of assistance required.
  • the transmission unit 23 transmits the level of assistance required calculated by the level of assistance required calculation unit 22 to the remote monitoring device 3.
  • the transmission unit 23 also transmits the navigation-related data acquired by the data acquisition unit 21 to the remote monitoring device 3 at a predetermined transmission frequency. As described below, the transmission unit 23 may change the transmission frequency of the navigation-related data depending on the level of assistance required.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of the remote monitoring device 3.
  • the control unit 30 of the remote monitoring device 3 includes a receiving unit 31, a monitoring screen display unit 32, an assistance data generating unit 33, and a transmitting unit 34. These functional units are realized by the CPU of the control unit 30 executing information processing according to a program.
  • the receiving unit 31 receives the level of assistance required and navigation-related data transmitted by the ship information sharing device 2.
  • the monitoring screen display unit 32 displays an image showing the navigation-related data received by the receiving unit 31.
  • the monitoring screen display unit 32 generates a monitoring screen MG (see FIG. 4) in which the symbol SY is placed at a position in the image that corresponds to the actual position of the ship S, and displays it on the terminal 9.
  • the monitoring screen display unit 32 may also change at least one of the display mode and selection state of the symbol SY according to the level of assistance required received by the receiving unit 31.
  • the display mode such as the shape, color, or size, of the symbol EY whose level of assistance required is equal to or above a threshold may be made different from that of the other symbols SY.
  • the symbol EY whose level of assistance required is equal to or above a threshold may be automatically selected as a monitoring target.
  • the assistance data generating unit 33 generates assistance data to assist the navigation of the ship S in response to operational input by the onshore captain C. For example, as shown in FIG. 5, data on a suggested avoidance route PR input by the onshore captain C to the terminal 9 is generated as assistance data.
  • the assistance data may be, for example, voice data of the onshore captain C, or control data for maneuvering control.
  • the transmission unit 34 transmits the assistance data generated by the assistance data generation unit 33 to the ship information sharing device 2. For example, when data on the suggested avoidance route PR is transmitted as assistance data, the ship information sharing device 2 displays the suggested avoidance route PR on the ship S and the crew can confirm it.
  • FIG. 10 is a flow diagram showing an example of the procedure of a navigation assistance method implemented in the navigation assistance system 100.
  • the control unit 20 of the ship information sharing device 2 executes the information processing S11-S14 shown in the figure according to a program, thereby functioning as the data acquisition unit 21, assistance required degree calculation unit 22, and transmission unit 23 described above.
  • control unit 20 of the ship information sharing device 2 acquires navigation-related data for the ship (S11, processing as the data acquisition unit 21).
  • control unit 20 of the ship information sharing device 2 calculates the degree of support required for the ship based on the navigation-related data acquired in S11 (S12, processing as the support required calculation unit 22).
  • control unit 20 of the ship information sharing device 2 determines the transmission frequency of the navigation-related data based on the degree of support required calculated in S12 (S13). The determination of the transmission frequency will be described later.
  • control unit 20 of the ship information sharing device 2 transmits the level of assistance required calculated in S12 and the navigation-related data acquired in S11 to the remote monitoring device 3 (S14, processing as the transmission unit 23).
  • the control unit 30 of the remote monitoring device 3 executes the information processing S21-S25 shown in the figure according to a program, thereby functioning as the receiving unit 31, monitoring screen display unit 32, assistance data generating unit 33, and transmitting unit 34 described above.
  • control unit 30 of the remote monitoring device 3 receives the level of assistance required and navigation-related data from the ship information sharing device 2 (S21, processing as the receiving unit 31).
  • control unit 30 of the remote monitoring device 3 displays a monitoring screen on the terminal 9 based on the level of assistance required and the navigation-related data received in S21 (S22, processing as the monitoring screen display unit 32).
  • control unit 30 of the remote monitoring device 3 receives operational input from the land captain C (S23: YES), it generates assistance data based on the operational input (S24, processing as the assistance data generation unit 33)
  • control unit 30 of the remote monitoring device 3 transmits the assistance data generated in S24 to the ship information sharing device 2 (S25, processing as the transmission unit 34).
  • the transmitted assistance data is used for display, etc. on the ship information sharing device 2.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining how to change the transmission frequency of navigation-related data.
  • the control unit 20 of the ship information sharing device 2 changes the transmission frequency of the navigation-related data to be transmitted to the remote monitoring device 3 according to the level of assistance required.
  • control unit 20 of the ship information sharing device 2 increases the transmission frequency the higher the level of assistance required, and decreases the transmission frequency the lower the level of assistance required. In other words, the control unit 20 of the ship information sharing device 2 reduces the transmission of navigation-related data the lower the level of assistance required.
  • any unsent navigation-related data that was not sent to the remote monitoring device 3 is stored in the memory of the ship information sharing device 2 and will be transferred to the remote monitoring device 3 on another occasion by the process described below.
  • FIG. 12 is a flow diagram for explaining the transfer of untransmitted navigation-related data.
  • the information processing S31-S32 shown in the figure is executed, for example, when the ship S docks.
  • the control unit 20 of the ship information sharing device 2 transfers unsent navigation-related data to the remote monitoring device 3 (S32).
  • Examples of cases where communication at a speed faster than a specified speed is when wired communication becomes possible when ship S is docked, or when wireless communication (e.g. wireless LAN) faster than satellite communication becomes possible.
  • wireless communication e.g. wireless LAN
  • Navigation-related data collected from multiple ships S by the remote monitoring device 3 is used to retrain a trained model for estimating the level of assistance required. This makes it possible to improve the estimation accuracy of the trained model.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of the configuration of the remote monitoring device 3.
  • both the ship information sharing device 2 and the remote monitoring device 3 are examples of navigation support devices that calculate the degree of support required.
  • this is not limited to the above, and only the remote monitoring device 3 may calculate the degree of support required.
  • the control unit 30 of the remote monitoring device 3 includes a data acquisition unit 35, a level of assistance required calculation unit 36, and a notification unit 37. These functional units are realized by the CPU of the control unit 30 executing information processing according to a program. In addition to these functional units, the control unit 30 may also include the above-mentioned receiving unit 31, monitoring screen display unit 32, assistance data generation unit 33, and transmission unit 34.
  • the data acquisition unit 35 acquires navigation-related data transmitted from multiple ships S.
  • the data acquisition unit 35 acquires surrounding situation data from multiple ships S that represents the situation around each ship S.
  • the surrounding situation data includes the positions and speeds of other ships present around the ship S.
  • the assistance level calculation unit 36 calculates the relative assistance level for each ship S based on the navigation-related data.
  • the relative assistance level is the level of assistance required that is defined based on the relationship or comparison between the target ship S and other ships S.
  • the notification unit 37 notifies the corresponding ship S of the relative degree of support required calculated for each ship S. That is, the notification unit 37 notifies the first ship S of the degree of support required calculated for the first ship S, and notifies the second ship S of the degree of support required calculated for the second ship S.
  • FIG. 14 is a flow diagram showing an example of the procedure of the navigation support method according to the second embodiment.
  • the control unit 30 of the remote monitoring device 3 executes the information processing S51-S53 shown in the figure according to a program, thereby functioning as the data acquisition unit 35, the assistance required degree calculation unit 36, and the notification unit 37 described above.
  • the control unit 20 of the ship information sharing device 2 installed on each ship S transmits navigation-related data of the ship to the remote monitoring device 3 (S41).
  • the control unit 20 of the ship information sharing device 2 calculates the degree of support required for the ship based on the navigation-related data of the ship (S42).
  • control unit 30 of the remote monitoring device 3 receives navigation-related data from multiple ships S (S51, processing as the data acquisition unit 35), it calculates the relative level of assistance required for each ship S (S52, processing as the assistance required calculation unit 36), and notifies each ship S of the relative level of assistance required (S53, processing as the notification unit 37).
  • control unit 20 of the ship information sharing device 2 When the control unit 20 of the ship information sharing device 2 is notified of the relative degree of need for assistance from the remote monitoring device 3 (S43: YES), it modifies the degree of need for assistance of the ship itself based on the notified relative degree of need for assistance (S44).
  • a navigation aid device comprising:
  • the watchkeeping capability data includes the number of watchkeepers on the ship.
  • the watchkeeping capability data includes attributes of the watchkeepers of the ship.
  • the watch ability data includes an elapsed time from the start of watch.
  • a navigation support device according to any one of (1) to (3).
  • the acquisition unit further acquires call data representing calls by radio telephone from other ships present around the vessel,
  • the calculation unit calculates the level of support required further based on the call data.
  • a navigation support device according to any one of (1) to (4).
  • the acquisition unit further acquires surrounding situation data representing a situation around the vessel,
  • the calculation unit calculates the level of support required further based on the surrounding situation data.
  • a navigation support device according to any one of (1) to (5).
  • the surrounding situation data includes the positions of other ships around the ship detected by a radar or AIS installed on the ship.
  • the acquisition unit further acquires vessel state data representing a state of the vessel,
  • the calculation unit calculates the support requirement level further based on the ship state data.
  • a navigation support device according to any one of (1) to (7).
  • the vessel state data includes the position of the vessel; A navigation support device as described in (8).
  • the acquisition unit acquires the surrounding condition data from a plurality of the ships, The calculation unit calculates the relative support requirement levels for the plurality of vessels.
  • a navigation support device as described in (6).
  • the calculation unit uses the learning watchkeeping ability data as input data, and estimates the level of support required from the watching ability data using a trained model generated in advance by machine learning using the learning level of support required associated with the learning watchkeeping ability data as teacher data.
  • a navigation support device according to any one of (1) to (11).
  • All processes described herein may be embodied and fully automated by software code modules executed by a computing system including one or more computers or processors.
  • the code modules may be stored in any type of non-transitory computer-readable medium or other computer storage device. Some or all of the methods may be embodied in dedicated computer hardware.
  • the various exemplary logic blocks and modules described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented or executed by a machine such as a processor.
  • the processor may be a microprocessor, but alternatively the processor may be a controller, a microcontroller, or a state machine, or a combination thereof.
  • the processor may include electrical circuitry configured to process computer-executable instructions.
  • the processor includes an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or other programmable device that performs logical operations without processing computer-executable instructions.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • the processor may also be implemented as a combination of computing devices, such as a combination of a digital signal processor and a microprocessor, multiple microprocessors, one or more microprocessors in combination with a DSP core, or any other such configuration. Although described herein primarily with respect to digital technology, the processor may also include primarily analog elements. For example, some or all of the signal processing algorithms described herein may be implemented by analog circuitry or mixed analog and digital circuitry.
  • the computing environment can include any type of computer system, including, but not limited to, a computer system based on a microprocessor, mainframe computer, digital signal processor, portable computing device, device controller, or computational engine within an appliance.
  • conditional language such as “can,” “could,” “would,” or “potential” is understood within the context in which it is generally used to convey that certain embodiments include certain features, elements, and/or steps, while other embodiments do not. Thus, such conditional language does not generally imply that features, elements, and/or steps are required in any manner in one or more embodiments, or that one or more embodiments necessarily include logic for determining whether those features, elements, and/or steps are included in or performed in any particular embodiment.
  • Disjunctive language such as "at least one of X, Y, Z" is understood in the context where it is generally used to indicate that an item, term, etc. may be either X, Y, Z, or any combination thereof (e.g., X, Y, Z), unless specifically stated otherwise. Thus, such disjunctive language does not generally imply that a particular embodiment requires that each of at least one of X, at least one of Y, or at least one of Z, respectively, be present.
  • a processor configured to perform the following A, B, and C may include a first processor configured to perform A and a second processor configured to perform B and C.
  • the term “horizontal” as used herein is defined as a plane parallel to the plane or surface of the floor of the area in which the described system is used or the plane in which the described method is performed, regardless of its orientation.
  • the term “floor” may be interchanged with the terms “ground” or “water surface”.
  • the term “vertical” refers to a direction perpendicular to a defined horizontal line. Terms such as “upper”, “lower”, “below”, “top”, “side”, “higher”, “lower”, “upwards”, “over”, “below” and the like are defined relative to the horizontal plane.
  • connection includes a direct connection and/or a connection having an intermediate structure between the two components described.

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Abstract

【課題】船舶を外部から支援し易くすることが可能な航行支援装置を提供する。 【解決手段】航行支援装置は、船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得する取得部と、見張り能力データに基づいて、船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出する算出部と、を備える。

Description

航行支援装置、航行支援方法、及びプログラム
　本発明は、航行支援装置、航行支援方法、及びプログラムに関する。
　特許文献１には、洋上で遭遇した自船と相手船とが、衝突回避のための操船意思を表明できるようにした、船舶間の航行意思疎通支援装置が開示されている。
特開２００８－０３７２５２号公報
　近年、有人自律船などの省人化された船舶を遠隔で支援する技術が研究されている。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、船舶を外部から支援し易くすることが可能な航行支援装置、航行支援方法、及びプログラムを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の一の態様の航行支援装置は、船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得する取得部と、前記見張り能力データに基づいて、前記船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出する算出部と、を備える。これによれば、船舶を外部から支援し易くすることが可能となる。
　上記態様において、前記見張り能力データは、前記船舶の見張り担当者の人数を含んでもよい。これによれば、見張り担当者の人数に応じた要支援度を算出することが可能となる。
　上記態様において、前記見張り能力データは、前記船舶の見張り担当者の属性を含んでもよい。これによれば、見張り担当者の属性に応じた要支援度を算出することが可能となる。
　上記態様において、前記見張り能力データは、見張り開始からの経過時間を含んでもよい。これによれば、見張り開始からの経過時間に応じた要支援度を算出することが可能となる。
　上記態様において、前記取得部は、前記船舶の周囲に存在する他船からの無線電話による呼び掛けを表すコールデータをさらに取得し、前記算出部は、前記コールデータにさらに基づいて、前記要支援度を算出してもよい。これによれば、他船からの呼び掛けに応じた要支援度を算出することが可能となる。
　上記態様において、前記取得部は、前記船舶の周囲の状況を表す周囲状況データをさらに取得し、前記算出部は、前記周囲状況データにさらに基づいて、前記要支援度を算出してもよい。これによれば、船舶の周囲の状況に応じた要支援度を算出することが可能となる。
　上記態様において、前記周囲状況データは、前記船舶に搭載されたレーダー又はＡＩＳにより検出される、前記船舶の周囲に存在する他船の位置を含んでもよい。これによれば、レーダー又はＡＩＳにより検出された他船の位置に応じた要支援度を算出することが可能となる。
　上記態様において、前記取得部は、前記船舶の状態を表す船舶状態データをさらに取得し、前記算出部は、前記船舶状態データにさらに基づいて、前記要支援度を算出してもよい。これによれば、船舶の状態に応じた要支援度を算出することが可能となる。
　上記態様において、前記船舶状態データは、前記船舶の位置を含んでもよい。これによれば、船舶の位置に応じた要支援度を算出することが可能となる。
　上記態様において、前記取得部は、複数の前記船舶から前記周囲状況データを取得し、前記算出部は、複数の前記船舶について相対的な前記要支援度を算出してもよい。これによれば、複数の船舶について相対的な要支援度を算出することが可能となる。
　上記態様において、複数の前記船舶のそれぞれに前記相対的な要支援度を通知する通知部をさらに備えてもよい。これによれば、複数の船舶のそれぞれに相対的な要支援度を通知することが可能となる。
　上記態様において、前記算出部は、学習用見張り能力データを入力データとし、前記学習用見張り能力データに関連付けられた学習用要支援度を教師データとして機械学習により予め生成された学習済みモデルを用いて、前記見張り能力データから前記要支援度を推定してもよい。これによれば、学習済みモデルを用いて要支援度を算出することが可能となる。
　また、本発明の他の態様の航行支援方法は、船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得し、前記見張り能力データに基づいて、前記船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出する。これによれば、船舶を外部から支援し易くすることが可能となる。
　また、本発明の他の態様のプログラムは、船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得すること、及び、前記見張り能力データに基づいて、前記船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出すること、をコンピュータに実行させる。これによれば、船舶を外部から支援し易くすることが可能となる。
航行支援システムの例を示す図である。 船載システムの例を示す図である。 遠隔監視装置の例を示す図である。 監視画面の表示例を示す図である。 監視画面の他の表示例を示す図である。 船舶情報共有装置の構成例を示す図である。 要支援度の算出を説明するための図である。 見張り能力データを説明するための図である。 遠隔監視装置の構成例を示す図である。 航行支援方法の手順例を示す図である。 送信頻度の変更を説明するための図である。 未送信データの転送を説明するための図である。 遠隔監視装置の構成例を示す図である。 航行支援方法の手順例を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、航行支援システム１００の例を示す図である。同図は、海上を航行する複数の船舶Ｓ及び陸上センターＴを模式的に示している。航行支援システム１００は、船舶Ｓに搭載される船載システム１０と、陸上センターＴに設置される遠隔監視装置３とを備えている。
　船載システム１０と遠隔監視装置３は、例えば衛星通信により相互に通信可能である。衛星通信に限らず、例えば極超短波、超短波、短波、中短波、又は中波などを利用した無線通信が用いられてもよい。
　船載システム１０は、船舶Ｓの航行に関連する航行関連データを遠隔監視装置３に逐次送信する。遠隔監視装置３は、船載システム１０から送信された航行関連データを収集して、船舶Ｓの監視及び支援に利用する。
　船舶Ｓは、例えば有人自律船などの省人化された船舶である。このため、船舶Ｓは、外部からの支援を必要とすることがある。船舶の省人化とは、同規模の船舶の一般的な船員数と比較して船員数が少ないことをいう。なお、船舶Ｓは、自律船でなくてもよい。
　陸上センターＴには、陸上船長Ｃが配置される。陸上船長Ｃは、例えば船長又はそれと同等の資格又は技能を備える陸上支援員である。陸上船長Ｃは、遠隔監視装置３を利用して船舶Ｓの監視及び支援を行う。
　航行支援システム１００の導入により、安全性を担保したまま船舶Ｓの省人化が可能となる。すなわち、陸上船長Ｃからの支援を受けることで、経験の浅い航海士であっても熟練船長のように船舶Ｓを航行させることが可能となる。
　図２は、船載システム１０の構成例を示すブロック図である。船載システム１０は、船舶Ｓに搭載されるシステムである。以下の説明では、船載システム１０から見て、当該システム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。
　船載システム１０は、船舶情報共有装置２、レーダー４１、ＡＩＳ４２、カメラ４３、ＧＮＳＳ受信機４４、ジャイロコンパス４５、ＥＣＤＩＳ４６、無線通信部５、センサ類６、及び操船制御部７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。
　船舶情報共有装置２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。船舶情報共有装置２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。
　レーダー４１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４１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ＴＴデータ（Target Tracking Data）を生成する。
　ＡＩＳ（Automatic Identification System）４２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、及び行き先などを含んでいる。
　カメラ４３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４３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４３は、例えばパン・チルト機能及び光学ズーム機能を有する、いわゆるＰＴＺカメラである。
　また、カメラ４３は、撮像した画像に含まれる船舶等の物標の画像内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４３に限らず、船舶情報共有装置２等の他の装置において実現されてもよい。
　ＧＮＳＳ受信機４４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４５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４４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、ＥＣＤＩＳ４６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５は、衛星通信を実現する無線設備を含んでいる。また、無線通信部５は、例えば極超短波、超短波、短波、中短波、又は中波などを利用した無線通信を実現する無線設備を含んでいる。無線通信部５は、船舶間の通話を実現する無線電話５２を備えている。
　センサ類６は、例えば自船の姿勢を検出するジャイロセンサを含んでいる。また、センサ類６は、自船のエンジン等の装備の状態を検出する種々のセンサを含んでいる。
　操船制御部７は、自律航行を実現するための制御装置であり、自船の操舵機を制御する。操船制御部７は、自船の操舵機に加えて、自船のエンジンを制御してもよい。
　本実施形態において、船舶情報共有装置２は独立した装置であるが、これに限らず、ＥＣＤＩＳ４６等の他の装置と一体であってもよい。すなわち、船舶情報共有装置２の機能部が他の装置で実現されてもよい。
　図３は、遠隔監視装置３の構成例を示すブロック図である。遠隔監視装置３も、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。遠隔監視装置３には複数の端末９が接続されており、一部又は全部の端末９が陸上船長Ｃによって利用される。
　図４及び図５は、端末９に表示される監視画面の表示例を示す図である。図４に示す監視画面ＭＧは、例えば複数の船舶Ｓを表す複数のシンボルＳＹが実位置に対応する画像内位置にマッピングされた電子海図である。
　図５に示す監視画面ＰＧは、監視対象船を表すシンボルＳＳ及びその周囲に存在する他船を表すシンボルＯＳを含む範囲を拡大した画面である。また、監視画面ＰＧには、監視対象船が航行を予定する予定ルートＳＲが描画されている。
　また、監視画面ＰＧには、陸上船長Ｃによって端末９に入力された避航提案ルートＰＲも描画される。避航提案ルートＰＲのデータは、支援データとして監視対象船に送信されて、例えば船内の表示装置に表示される。
　ところで、航行支援システム１００では、陸上船長Ｃが遠隔監視装置３を利用して多数の船舶Ｓを監視することを期待されるが、どの船舶Ｓが支援を必要としているのかが分かり難いという課題がある。
　そこで、本実施形態では、以下に説明するように、船舶Ｓが外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を定義することで、航行支援を容易化している。
　以下、第１実施形態について説明する。図６は、船舶情報共有装置２の構成例を示すブロック図である。第１実施形態では、船舶情報共有装置２が、要支援度を算出する航行支援装置の例である。
　船舶情報共有装置２の制御部２０は、データ取得部２１、要支援度算出部２２、及び送信部２３を備えている。これらの機能部は、制御部２０のＣＰＵがプログラムに従って情報処理を実行することによって実現される。
　データ取得部２１は、自船の航行に関連する航行関連データを取得する。航行関連データは、例えば、自船の周囲の状況を表す周囲状況データ、自船の状態を表す船舶状態データ、自船の見張り能力を表す見張り能力データ、又は他船からの無線電話による呼び掛けを表すコールデータ等を含んでいる（図７参照）。
　周囲状況データは、例えばレーダー４１又はＡＩＳ４２により検出される他船の位置を含んでいる。周囲状況データは、他船の速度（船速及び針路）をさらに含んでもよい。すなわち、レーダー４１により生成されるＴＴデータ又はＡＩＳ４２により受信されるＡＩＳデータは、周囲状況データの例である。
　また、周囲状況データは、自船の周囲の気象及び海象を表す気象海象データを含んでもよい。気象海象データは、無線通信部５により外部のサーバから取得される。また、周囲状況データは、自船の周囲の視界の程度を表すデータを含んでもよい。視界の程度は、カメラ４３により撮像された画像から判定される。
　船舶状態データは、例えばＧＮＳＳ受信機４４により検出される自船の位置を含んでいる。また、船舶状態データは、自船のエンジン等の装備に設置されたセンサの動作状態を表すデータ、又はジャイロセンサにより検出される自船の動揺の程度を表すデータを含んでもよい。
　さらに、船舶状態データは、自船の積み荷の量を表すデータ、又は自船の船体状態を表すデータなどを含んでもよい。船体状態は、例えばバラストの量、又は船底に付着したフジツボの量などである。これらのデータは、例えばユーザからの入力によって予めメモリに記憶され、使用時に読み出される。
　見張り能力データは、要支援度算出時点における自船の見張り能力を表すデータであり、例えば自船の見張り担当者の人数、自船の見張り担当者の属性、又は見張り開始からの経過時間などを含んでいる。
　具体的には、見張り担当者の人数は、要支援度算出時点において見張りを行っている人数である。見張り担当者の属性は、例えば階級、資格又は経験年数などである。見張り開始からの経過時間は、見張り担当者が見張りを開始してから要支援度算出時点までの経過時間である。
　見張り能力データは、例えば図８に示すような見張り計画テーブルから取得される。見張り計画テーブルには、各船員が見張りを担当する時刻が特定されており、各時点における見張り担当者の人数、見張り担当者の属性、又は見張り開始からの経過時間を読み取り可能である。
　コールデータは、無線電話５２に他船から呼び掛けがあった場合に、無線通信部５により生成される。
　要支援度算出部２２は、データ取得部２１により取得された航行関連データに基づいて、自船が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出する。すなわち、要支援度算出部２２は、周囲状況データ、船舶状態データ、見張り能力データ、又はコールデータ等に基づいて、総合的に要支援度を算出する。
　要支援度算出部２２は、機械学習により予め生成された学習済みモデルを用いて、データ取得部２１により取得された航行関連データから要支援度を推定する（図７参照）。これに限らず、要支援度算出部２２は、所定のルールに従って、見張り能力データから要支援度を算出してもよい。
　学習済みモデルは、学習用航行関連データを入力データとし、学習用航行関連データに関連付けられた学習用要支援度を教師データとして機械学習により生成される。学習済みモデルは、例えばディープニューラルネットワークで構成される。
　学習用航行関連データに関連付けられる学習用要支援度は、支援の要否を２値で表すラベルである。学習用支援度は、例えば熟練海技者による評価に基づいて付与されることが好ましい。
　学習済みモデルの出力層は、シグモイド関数により０以上１以下の数値を出力するように構成される。要支援度は、学習済みモデルから出力される数値に基づいて、例えば０以上１００以下の数値で表される。
　例えば、要支援度は、ＧＮＳＳ受信機４４により検出される自船の位置がマラッカ海峡などの特定の海域にある場合に高くなるように算出される。また、要支援度は、自船の周囲が雨天である場合又は波が高い場合に高くなるように算出される。
　また、要支援度は、カメラ４３により撮像された画像から判定される視界が悪いほど高くなるように算出される。また、要支援度は、レーダー４１又はＡＩＳ４２により検出される他船の数が多いほど高くなるように算出される。
　また、要支援度は、無線電話５２に他船から呼び掛けがあった場合に高くなるように算出される。また、要支援度は、自船のセンサの動作状態に不具合がある場合又は自船の動揺が大きい場合に高くなるように算出される。
　また、要支援度は、自船の見張り能力が低いほど高くなるように算出される。例えば、見張り担当者の数が少ないほど、階級が低いほど、経験年数が短いほど、又は見張り開始からの経過時間が長いほど、要支援度が高くなる。
　送信部２３は、要支援度算出部２２により算出された要支援度を遠隔監視装置３に送信する。また、送信部２３は、データ取得部２１により取得された航行関連データを所定の送信頻度で遠隔監視装置３に送信する。後述するように、送信部２３は、航行関連データの送信頻度を要支援度に応じて変更してもよい。
　図９は、遠隔監視装置３の構成例を示すブロック図である。遠隔監視装置３の制御部３０は、受信部３１、監視画面表示部３２、支援データ生成部３３、及び送信部３４を備えている。これらの機能部は、制御部３０のＣＰＵがプログラムに従って情報処理を実行することによって実現される。
　受信部３１は、船舶情報共有装置２により送信された要支援度及び航行関連データを受信する。
　監視画面表示部３２は、受信部３１により受信された航行関連データを示す画像を表示する。例えば、監視画面表示部３２は、船舶Ｓの実位置に対応する画像内位置にシンボルＳＹを配置した監視画面ＭＧ（図４参照）を生成し、端末９に表示する。
　また、監視画面表示部３２は、受信部３１により受信された要支援度に応じて、シンボルＳＹの表示態様及び選択状態の少なくとも一方を変更してもよい。例えば図４に示すように、要支援度が閾値以上のシンボルＥＹの形、色、又は大きさ等の表示態様を他のシンボルＳＹと異ならせてもよい。また、要支援度が閾値以上のシンボルＥＹを監視対象として自動的に選択状態としてもよい。
　支援データ生成部３３は、陸上船長Ｃによる操作入力に応じて、船舶Ｓの航行を支援するための支援データを生成する。例えば図５に示すように、陸上船長Ｃにより端末９に入力された避航提案ルートＰＲのデータが支援データとして生成される。これに限らず、支援データは、例えば陸上船長Ｃの音声データであってもよいし、操船制御のための制御データであってもよい。
　送信部３４は、支援データ生成部３３により生成された支援データを船舶情報共有装置２に送信する。例えば避航提案ルートＰＲのデータが支援データとして送信される場合、船舶Ｓでは、船舶情報共有装置２により避航提案ルートＰＲが表示されて、船員により確認される。
　図１０は、航行支援システム１００において実現される航行支援方法の手順例を示すフロー図である。
　船舶情報共有装置２の制御部２０は、同図に示す情報処理Ｓ１１－Ｓ１４をプログラムに従って実行することで、上述のデータ取得部２１、要支援度算出部２２、及び送信部２３として機能する。
　まず、船舶情報共有装置２の制御部２０は、自船の航行関連データを取得する（Ｓ１１、データ取得部２１としての処理）。
　次に、船舶情報共有装置２の制御部２０は、Ｓ１１で取得された航行関連データに基づいて、自船の要支援度を算出する（Ｓ１２、要支援度算出部２２としての処理）。
　次に、船舶情報共有装置２の制御部２０は、Ｓ１２で算出された要支援度に基づいて、航行関連データの送信頻度を決定する（Ｓ１３）。送信頻度の決定については後述する。
　次に、船舶情報共有装置２の制御部２０は、Ｓ１２で算出された要支援度及びＳ１１で取得された航行関連データを遠隔監視装置３に送信する（Ｓ１４、送信部２３としての処理）。
　遠隔監視装置３の制御部３０は、同図に示す情報処理Ｓ２１－Ｓ２５をプログラムに従って実行することで、上述の受信部３１、監視画面表示部３２、支援データ生成部３３、及び送信部３４として機能する。
　まず、遠隔監視装置３の制御部３０は、船舶情報共有装置２から要支援度及び航行関連データを受信する（Ｓ２１、受信部３１としての処理）。
　次に、遠隔監視装置３の制御部３０は、Ｓ２１で受信された要支援度及び航行関連データに基づいて、端末９に監視画面を表示する（Ｓ２２、監視画面表示部３２としての処理）。
　次に、遠隔監視装置３の制御部３０は、陸上船長Ｃからの操作入力を受付けると（Ｓ２３：ＹＥＳ）、操作入力に基づいて支援データを生成する（Ｓ２４、支援データ生成部３３としての処理）
　次に、遠隔監視装置３の制御部３０は、Ｓ２４で生成された支援データを船舶情報共有装置２に送信する（Ｓ２５、送信部３４としての処理）。送信された支援データは、船舶情報共有装置２で表示等に用いられる。
　図１１は、航行関連データの送信頻度の変更を説明するための図である。船舶情報共有装置２の制御部２０は、遠隔監視装置３に送信する航行関連データの送信頻度を要支援度に応じて変更する。
　具体的には、船舶情報共有装置２の制御部２０は、要支援度が高いほど送信頻度を高くし、要支援度が低いほど送信頻度を低くする。言い換えると、船舶情報共有装置２の制御部２０は、要支援度が低いほど航行関連データの送信を間引く。
　要支援度が高いほど送信頻度を高くすることで、陸上の遠隔監視装置３に詳細な航行関連データを提供して監視の解像度を上げることが可能となる。一方、要支援度が低いほど送信頻度を低くすることで、通信データ量を抑制することが可能となる。
　なお、送信頻度が低くなった結果、遠隔監視装置３に送信されなかった未送信の航行関連データは、船舶情報共有装置２のメモリに記憶され、次に説明する処理によって別の機会に遠隔監視装置３に転送される。
　図１２は、未送信の航行関連データの転送を説明するためのフロー図である。同図に示す情報処理Ｓ３１－Ｓ３２は、例えば船舶Ｓの着岸時に実行される。
　船舶情報共有装置２の制御部２０は、船舶情報共有装置２と遠隔監視装置３の間に所定速度以上の通信が確立した場合に（Ｓ３１：ＹＥＳ）、未送信の航行関連データを遠隔監視装置３に転送する（Ｓ３２）。
　所定速度以上の通信が確立する場合とは、例えば船舶Ｓの着岸時に有線通信が可能となった場合又は衛星通信よりも高速な無線通信（例えば無線ＬＡＮ）が可能となった場合などである。
　遠隔監視装置３により複数の船舶Ｓから収集された航行関連データは、要支援度を推定するための学習済みモデルの再学習に用いられる。これにより、学習済みモデルの推定精度を向上させることが可能となる。
　以下、第２実施形態について説明する。図１３は、遠隔監視装置３の構成例を示すブロック図である。第２実施形態では、船舶情報共有装置２及び遠隔監視装置３の両方が、要支援度を算出する航行支援装置の例である。これに限らず、遠隔監視装置３のみが要支援度を算出してもよい。
　遠隔監視装置３の制御部３０は、データ取得部３５、要支援度算出部３６、及び通知部３７を備えている。これらの機能部は、制御部３０のＣＰＵがプログラムに従って情報処理を実行することによって実現される。これらの機能部とともに、上述の受信部３１、監視画面表示部３２、支援データ生成部３３、及び送信部３４を備えてもよい。
　データ取得部３５は、複数の船舶Ｓから送信された航行関連データを取得する。特に、データ取得部３５は、複数の船舶Ｓから、それぞれの船舶Ｓの周囲の状況を表す周囲状況データを取得する。周囲状況データは、船舶Ｓの周囲に存在する他船の位置及び速度を含んでいる。
　要支援度算出部３６は、航行関連データに基づいて、それぞれの船舶Ｓについて相対的な要支援度を算出する。相対的な要支援度とは、対象となる船舶Ｓとその他の船舶Ｓとの関係又は比較に基づいて定義される要支援度である。
　複数の船舶Ｓから航行関連データを集約することで、それぞれの船舶Ｓについて相対的な要支援度を算出することが可能となる。特に、複数の船舶Ｓから、それぞれの船舶Ｓの周囲に存在する他船の位置及び速度を含む周囲状況データを集約することで、複数の船舶Ｓの要支援度の大小関係を決定することが容易となる。
　通知部３７は、それぞれの船舶Ｓについて算出された相対的な要支援度を対応する船舶Ｓへ通知する。すなわち、通知部３７は、第１の船舶Ｓについて算出された要支援度を第１の船舶Ｓに通知し、第２の船舶Ｓについて算出された要支援度を第２の船舶Ｓに通知する。
　図１４は、第２実施形態に係る航行支援方法の手順例を示すフロー図である。遠隔監視装置３の制御部３０は、同図に示す情報処理Ｓ５１－Ｓ５３をプログラムに従って実行することで、上述のデータ取得部３５、要支援度算出部３６、及び通知部３７として機能する。
　それぞれの船舶Ｓに搭載された船舶情報共有装置２の制御部２０は、自船の航行関連データを遠隔監視装置３に送信する（Ｓ４１）。また、船舶情報共有装置２の制御部２０は、自船の航行関連データに基づいて、自船の要支援度を算出する（Ｓ４２）。
　遠隔監視装置３の制御部３０は、複数の船舶Ｓから航行関連データを受信すると（Ｓ５１、データ取得部３５としての処理）、それぞれの船舶Ｓについて相対的な要支援度を算出し（Ｓ５２、要支援度算出部３６としての処理）、それぞれの船舶Ｓに相対的な要支援度を通知する（Ｓ５３、通知部３７としての処理）。
　船舶情報共有装置２の制御部２０は、遠隔監視装置３から相対的な要支援度が通知されると（Ｓ４３：ＹＥＳ）、通知された相対的な要支援度に基づいて自船の要支援度を修正する（Ｓ４４）。
　以上に説明した第２実施形態によれば、それぞれの船舶Ｓについて相対的な要支援度を算出することが可能となる。また、相対的な要支援度をそれぞれの船舶Ｓにフィードバックすることも可能となる。
　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。
　以下、本発明の代表的な実施形態を列挙する。
（１）
　船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得する取得部と、
　前記見張り能力データに基づいて、前記船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出する算出部と、
　を備える、航行支援装置。
（２）
　前記見張り能力データは、前記船舶の見張り担当者の人数を含む、
　（１）に記載の航行支援装置。
（３）
　前記見張り能力データは、前記船舶の見張り担当者の属性を含む、
　（１）または（２）に記載の航行支援装置。
（４）
　前記見張り能力データは、見張り開始からの経過時間を含む、
　（１）ないし（３）の何れかに記載の航行支援装置。
（５）
　前記取得部は、前記船舶の周囲に存在する他船からの無線電話による呼び掛けを表すコールデータをさらに取得し、
　前記算出部は、前記コールデータにさらに基づいて、前記要支援度を算出する、
　（１）ないし（４）の何れかに記載の航行支援装置。
（６）
　前記取得部は、前記船舶の周囲の状況を表す周囲状況データをさらに取得し、
　前記算出部は、前記周囲状況データにさらに基づいて、前記要支援度を算出する、
　（１）ないし（５）の何れかに記載の航行支援装置。
（７）
　前記周囲状況データは、前記船舶に搭載されたレーダー又はＡＩＳにより検出される、前記船舶の周囲に存在する他船の位置を含む、
　（６）に記載の航行支援装置。
（８）
　前記取得部は、前記船舶の状態を表す船舶状態データをさらに取得し、
　前記算出部は、前記船舶状態データにさらに基づいて、前記要支援度を算出する、
　（１）ないし（７）の何れかに記載の航行支援装置。
（９）
　前記船舶状態データは、前記船舶の位置を含む、
　（８）に記載の航行支援装置。
（１０）
　前記取得部は、複数の前記船舶から前記周囲状況データを取得し、
　前記算出部は、複数の前記船舶について相対的な前記要支援度を算出する、
　（６）に記載の航行支援装置。
（１１）
　複数の前記船舶のそれぞれに前記相対的な要支援度を通知する通知部をさらに備える、
　（１０）に記載の航行支援装置。
（１２）
　前記算出部は、学習用見張り能力データを入力データとし、前記学習用見張り能力データに関連付けられた学習用要支援度を教師データとして機械学習により予め生成された学習済みモデルを用いて、前記見張り能力データから前記要支援度を推定する、
　（１）ないし（１１）の何れかに記載の航行支援装置。
（１３）
　船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得し、
　前記見張り能力データに基づいて、前記船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出する、
　航行支援方法。
（１４）
　船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得すること、及び、
　前記見張り能力データに基づいて、前記船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出すること、
　をコンピュータに実行させるためのプログラム。
用語
　必ずしも全ての目的または効果・利点が、本明細書中に記載される任意の特定の実施形態に則って達成され得るわけではない。従って、例えば当業者であれば、特定の実施形態は、本明細書中で教示または示唆されるような他の目的または効果・利点を必ずしも達成することなく、本明細書中で教示されるような1つまたは複数の効果・利点を達成または最適化するように動作するように構成され得ることを想到するであろう。
　本明細書中に記載される全ての処理は、1つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサを含むコンピューティングシステムによって実行されるソフトウェアコードモジュールにより具現化され、完全に自動化され得る。コードモジュールは、任意のタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体または他のコンピュータ記憶装置に記憶することができる。一部または全ての方法は、専用のコンピュータハードウェアで具現化され得る。
　本明細書中に記載されるもの以外でも、多くの他の変形例があることは、本開示から明らかである。例えば、実施形態に応じて、本明細書中に記載されるアルゴリズムのいずれかの特定の動作、イベント、または機能は、異なるシーケンスで実行することができ、追加、併合、または完全に除外することができる (例えば、記述された全ての行為または事象がアルゴリズムの実行に必要というわけではない)。さらに、特定の実施形態では、動作またはイベントは、例えば、マルチスレッド処理、割り込み処理、または複数のプロセッサまたはプロセッサコアを介して、または他の並列アーキテクチャ上で、逐次ではなく、並列に実行することができる。さらに、異なるタスクまたはプロセスは、一緒に機能し得る異なるマシンおよび/またはコンピューティングシステムによっても実行され得る。
　本明細書中に開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的論理ブロックおよびモジュールは、プロセッサなどのマシンによって実施または実行することができる。プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替的に、プロセッサは、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシン、またはそれらの組み合わせなどであってもよい。プロセッサは、コンピュータ実行可能命令を処理するように構成された電気回路を含むことができる。別の実施形態では、プロセッサは、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、またはコンピュータ実行可能命令を処理することなく論理演算を実行する他のプログラマブルデバイスを含む。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、デジタル信号プロセッサ(デジタル信号処理装置)とマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと組み合わせた1つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装することができる。本明細書中では、主にデジタル技術に関して説明するが、プロセッサは、主にアナログ素子を含むこともできる。例えば、本明細書中に記載される信号処理アルゴリズムの一部または全部は、アナログ回路またはアナログとデジタルの混合回路により実装することができる。コンピューティング環境は、マイクロプロセッサ、メインフレームコンピュータ、デジタル信号プロセッサ、ポータブルコンピューティングデバイス、デバイスコントローラ、または装置内の計算エンジンに基づくコンピュータシステムを含むが、これらに限定されない任意のタイプのコンピュータシステムを含むことができる。
　特に明記しない限り、「できる」「できた」「だろう」または「可能性がある」などの条件付き言語は、特定の実施形態が特定の特徴、要素および/またはステップを含むが、他の実施形態は含まないことを伝達するために一般に使用される文脈内での意味で理解される。従って、このような条件付き言語は、一般に、特徴、要素および/またはステップが1つ以上の実施形態に必要とされる任意の方法であること、または1つ以上の実施形態が、これらの特徴、要素および/またはステップが任意の特定の実施形態に含まれるか、または実行されるかどうかを決定するための論理を必然的に含むことを意味するという訳ではない。
　語句「X、Y、Zの少なくとも1つ」のような選言的言語は、特に別段の記載がない限り、項目、用語等が X, Y, Z、のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせであり得ることを示すために一般的に使用されている文脈で理解される(例: X、Y、Z)。従って、このような選言的言語は、一般的には、特定の実施形態がそれぞれ存在するXの少なくとも1つ、Yの少なくとも1つ、またはZの少なくとも1つ、の各々を必要とすることを意味するものではない。
　本明細書中に記載されかつ/または添付の図面に示されたフロー図における任意のプロセス記述、要素またはブロックは、プロセスにおける特定の論理機能または要素を実装するための1つ以上の実行可能命令を含む、潜在的にモジュール、セグメント、またはコードの一部を表すものとして理解されるべきである。代替の実施形態は、本明細書中に記載された実施形態の範囲内に含まれ、ここでは、要素または機能は、当業者に理解されるように、関連する機能性に応じて、実質的に同時にまたは逆の順序で、図示または説明されたものから削除、順不同で実行され得る。
　特に明示されていない限り、「一つ」のような数詞は、一般的に、1つ以上の記述された項目を含むと解釈されるべきである。従って、「～するように設定された一つのデバイス」などの語句は、1つ以上の列挙されたデバイスを含むことを意図している。このような1つまたは複数の列挙されたデバイスは、記載された引用を実行するように集合的に構成することもできる。例えば、「以下のA、BおよびCを実行するように構成されたプロセッサ」は、Aを実行するように構成された第1のプロセッサと、BおよびCを実行するように構成された第2のプロセッサとを含むことができる。加えて、導入された実施例の具体的な数の列挙が明示的に列挙されたとしても、当業者は、このような列挙が典型的には少なくとも列挙された数(例えば、他の修飾語を用いない「2つの列挙と」の単なる列挙は、通常、少なくとも2つの列挙、または2つ以上の列挙を意味する)を意味すると解釈されるべきである。
　一般に、本明細書中で使用される用語は、一般に、「非限定」用語(例えば、「～を含む」という用語は「それだけでなく、少なくとも～を含む」と解釈すべきであり、「～を持つ」という用語は「少なくとも～を持っている」と解釈すべきであり、「含む」という用語は「以下を含むが、これらに限定されない。」などと解釈すべきである。) を意図していると、当業者には判断される。
　説明の目的のために、本明細書中で使用される「水平」という用語は、その方向に関係なく、説明されるシステムが使用される領域の床の平面または表面に平行な平面、または説明される方法が実施される平面として定義される。「床」という用語は、「地面」または「水面」という用語と置き換えることができる。「垂直/鉛直」という用語は、定義された水平線に垂直/鉛直な方向を指します。「上側」「下側」「下」「上」「側面」「より高く」「より低く」「上の方に」「～を越えて」「下の」などの用語は水平面に対して定義されている。
　本明細書中で使用される用語の「付着する」、「接続する」、「対になる」及び他の関連用語は、別段の注記がない限り、取り外し可能、移動可能、固定、調節可能、及び/または、取り外し可能な接続または連結を含むと解釈されるべきである。接続/連結は、直接接続及び/または説明した2つの構成要素間の中間構造を有する接続を含む。
　特に明示されていない限り、本明細書中で使用される、「およそ」、「約」、および「実質的に」のような用語が先行する数は、列挙された数を含み、また、さらに所望の機能を実行するか、または所望の結果を達成する、記載された量に近い量を表す。例えば、「およそ」、「約」及び「実質的に」とは、特に明示されていない限り、記載された数値の10%未満の値をいう。本明細書中で使用されているように、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語が先行して開示されている実施形態の特徴は、さらに所望の機能を実行するか、またはその特徴について所望の結果を達成するいくつかの可変性を有する特徴を表す。
　上述した実施形態には、多くの変形例および修正例を加えることができ、それらの要素は、他の許容可能な例の中にあるものとして理解されるべきである。そのような全ての修正および変形は、本開示の範囲内に含まれることを意図し、以下の請求の範囲によって保護される。
１０　船載システム、２　船舶情報共有装置、２１　データ取得部、２２　要支援度算出部、２３　送信部、３　遠隔監視装置、３１　受信部、３２　監視画面表示部、３３　支援データ生成部、３４　送信部、４１　レーダー、４２　ＡＩＳ、４３　カメラ、４４　ＧＮＳＳ受信機、４５　ジャイロコンパス、４６　ＥＣＤＩＳ、５　無線通信部、５２　無線電話、６　センサ類、７　操船制御部、９　端末、１００　航行支援システム、Ｓ　船舶、Ｃ　陸上船長

Claims (14)

  1. 　船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得する取得部と、
    　前記見張り能力データに基づいて、前記船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出する算出部と、
    　を備える、航行支援装置。
  2. 　前記見張り能力データは、前記船舶の見張り担当者の人数を含む、
    　請求項１に記載の航行支援装置。
  3. 　前記見張り能力データは、前記船舶の見張り担当者の属性を含む、
    　請求項１に記載の航行支援装置。
  4. 　前記見張り能力データは、見張り開始からの経過時間を含む、
    　請求項１に記載の航行支援装置。
  5. 　前記取得部は、前記船舶の周囲に存在する他船からの無線電話による呼び掛けを表すコールデータをさらに取得し、
    　前記算出部は、前記コールデータにさらに基づいて、前記要支援度を算出する、
    　請求項１に記載の航行支援装置。
  6. 　前記取得部は、前記船舶の周囲の状況を表す周囲状況データをさらに取得し、
    　前記算出部は、前記周囲状況データにさらに基づいて、前記要支援度を算出する、
    　請求項１に記載の航行支援装置。
  7. 　前記周囲状況データは、前記船舶に搭載されたレーダー又はＡＩＳにより検出される、前記船舶の周囲に存在する他船の位置を含む、
    　請求項６に記載の航行支援装置。
  8. 　前記取得部は、前記船舶の状態を表す船舶状態データをさらに取得し、
    　前記算出部は、前記船舶状態データにさらに基づいて、前記要支援度を算出する、
    　請求項１に記載の航行支援装置。
  9. 　前記船舶状態データは、前記船舶の位置を含む、
    　請求項８に記載の航行支援装置。
  10. 　前記取得部は、複数の前記船舶から前記周囲状況データを取得し、
    　前記算出部は、複数の前記船舶について相対的な前記要支援度を算出する、
    　請求項６に記載の航行支援装置。
  11. 　複数の前記船舶のそれぞれに前記相対的な要支援度を通知する通知部をさらに備える、
    　請求項１０に記載の航行支援装置。
  12. 　前記算出部は、学習用見張り能力データを入力データとし、前記学習用見張り能力データに関連付けられた学習用要支援度を教師データとして機械学習により予め生成された学習済みモデルを用いて、前記見張り能力データから前記要支援度を推定する、
    　請求項１に記載の航行支援装置。
  13. 　船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得し、
    　前記見張り能力データに基づいて、前記船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出する、
    　航行支援方法。
  14. 　船舶の見張り能力を表す見張り能力データを取得すること、及び、
    　前記見張り能力データに基づいて、前記船舶が外部からの支援を必要とする程度を表す要支援度を算出すること、
    　をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002019691A (ja) * 2000-07-05 2002-01-23 Japan Radio Co Ltd 運航支援システム、運航支援装置及び方法
US20220144392A1 (en) * 2019-04-18 2022-05-12 Orca Ai Ltd. Marine data collection for marine artificial intelligence systems

Patent Citations (2)

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