(57)【要約】【課題】  船舶から送信される船舶識別信号の送信時間間隔が長くなっても、またはその船舶識別信号の受信不可能な時間が長くなっても、その船舶の位置や状態（針路、船速、停船の有無等の状態）の把握および推定が容易な船舶位置表示装置を構成する。【解決手段】  船舶から所定時間間隔で送信される船舶識別信号（ＡＩＳデータ）を受信してその船舶の船舶位置を求め、時間経過に伴う船舶の位置や状態の変化に基づいて、ＡＩＳデータの受信タイミングとは別のタイミングで船舶の位置を推測し、船舶位置と推測位置とを互いに異なった色・濃度または形態で表示する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶から所定時間間隔で送信される船舶識別信号を受信して、該船舶識別信号から前記船舶の位置情報を抽出して船舶位置を求める船舶位置抽出手段と、
時間経過に伴う前記船舶の位置および状態の変化に基づき、前記船舶識別信号の受信タイミングとは別のタイミングでの前記船舶の推測位置を求める船舶位置推測手段と、
前記船舶位置と前記推測位置とに応じて、該船舶の前記船舶位置と前記推測位置を表示する表示手段と、
を備えた船舶位置表示装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記船舶位置と前記推測位置とを互いに識別可能なように表示するものである請求項１に記載の船舶位置表示装置。
【請求項３】
前記表示手段は、前記船舶位置および前記推測位置を表示するとともに、前記推測位置を含む航跡部分を、前記船舶位置を含む航跡部分とは異なった色・濃度または線種で前記船舶位置および前記推測位置を含む前記船舶の航跡を表示するものである請求項１または２に記載の船舶位置表示装置。
【請求項４】
前記船舶識別信号から前記船舶の針路と船速の情報を抽出する手段と、時間経過に伴う前記船舶の針路と船速の変化に基づいて前記船舶識別信号の受信タイミングとは別のタイミングでの前記船舶の針路と船速を推測する手段とを備え、
前記表示手段は、前記船舶の針路と船速に基づく速度ベクトルマークを前記船舶位置または前記推測位置に表示するものである請求項１、２または３に記載の船舶位置表示装置。
【請求項５】
自船の位置を測位する手段を備え、前記表示手段は自船の位置に対する前記船舶の相対位置を表示するものである請求項１〜４のいずれかに記載の船舶位置表示装置。
【請求項６】
前記船舶位置推測手段は、前記船舶識別信号の受信周期が所定の周期より長いときに前記推測を行うものである請求項１〜５のいずれかに記載の船舶位置表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船舶から送信された船舶識別信号を受信して抽出した船舶の位置をグラフィカルに表示する船舶位置表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、衝突予防、人命安全という観点から船舶自動識別装置（ＡＩＳ：Universal Shipborne Automatic Identification System ）（以下「ＡＩＳ」という。）が利用されている（特許文献１参照）。
ＡＩＳは、(1)静的情報（MMSI(Maritime Mobile Service Identity)，呼出符号と船名，IMO番号，船体長と船幅，船舶の種類，測位装置アンテナの位置等）、(2)動的情報（緯度経度，協定世界時，位置精度，対地針路，対地船速，船首方位，回頭角速度，航海ステータス等）、(3)航海関連情報（船舶の喫水，積載危険物の種類，目的地と目的地到着時間等）、(4)航海安全関連情報、といったＡＩＳデータを船舶識別信号として所定の送信時間間隔（以下、「レポート間隔」という。）で送信する。
【０００３】
また、その他にも、漁業組合所属の漁船を対象として、漁船の監視を目的とした類似ＡＩＳや、ある官庁所属船を対象として、全船の配置を把握することを目的とした類似ＡＩＳが開発されている。
【特許文献１】特開２００２−３７２５８３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記ＡＩＳや類似ＡＩＳでは次のような事情により、他船からの船舶識別信号の受信間隔が長くなってしまい、他船の位置や航跡をグラフィカルに表示する際に問題となる。
【０００５】
（１）他船の船速が遅い場合に、その他船からのレポート間隔が長くなる。
【０００６】
ここで、ＡＩＳデータの動的情報のレポート間隔の例を示すと、次のようになる。
【０００７】
〔表１〕
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
船舶の航行状態                                  レポート間隔
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
係留中                                            ３分
０〜１４ノットで走行中                            １０秒
０〜１４ノットで走行しながら針路変更中            ３＋１／３秒
１４〜２３ノットで走行中                          ６秒
１４〜２３ノットで走行しながら針路変更中          ２秒
２３ノットを超える速度で走行中                    ２秒
２３ノットを超える速度で走行しながら針路変更中    ２秒
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（２）他船が島陰や大型船の陰に入っている間は、その他船から船舶識別信号を受信できない場合がある。
【０００８】
（３）前記類似ＡＩＳでは、電波の割り当ての制約などにより、通常レポート間隔が長くなる。
【０００９】
このような事情によって、他船からの船舶識別信号の受信間隔が長くなると、その他船の位置を示すマークが、前回受信された船舶識別信号を基にして表示された位置に長く停止することになり、次に船舶識別信号が受信できるまで、その表示内容が更新されない。その結果、他船があたかも停船しているかのような表示となり、他船の位置や状態を把握する上で問題となる。すなわち、ＡＩＳを用いた船舶位置表示装置の利用者は、該当の他船が停船しているものと勘違いしたり、そうでなくても、表示内容からは他船の現在位置の推定が困難になったりする。このことは安全上も問題となる。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、船舶から送信される船舶識別信号の送信時間間隔が長くなっても、またはその船舶識別信号の受信間隔が長くなっても、その船舶の位置や状態（針路、船速、停船の有無等の状態）の把握および推定が容易な船舶位置表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）船舶から所定時間間隔で送信される船舶識別信号を受信して、該船舶識別信号から前記船舶の位置情報を抽出して船舶位置を求める船舶位置抽出手段と、時間経過に伴う前記船舶の位置および状態の変化に基づき、前記船舶識別信号の受信タイミングとは別のタイミングでの前記船舶の推測位置を求める船舶位置推測手段と、前記船舶位置と前記推測位置とに応じて、該船舶の前記船舶位置と前記推測位置を表示する表示手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
（２）前記表示手段は、前記船舶位置と前記推測位置とを互いに識別可能なように表示するものとする。
【００１３】
（３）前記表示手段は、前記船舶位置および前記推測位置を表示するとともに、前記推測位置を含む航跡部分を、前記船舶位置を含む航跡部分とは異なった色・濃度または線種で前記船舶位置および前記推測位置を含む前記船舶の航跡を表示するものとする。
【００１４】
（４）前記船舶識別信号から前記船舶の針路と船速の情報を抽出する手段と、時間経過に伴う前記船舶の針路と船速の変化に基づいて前記船舶識別信号の受信タイミングとは別のタイミングでの前記船舶の針路と船速を推測する手段とを備え、
前記表示手段は、前記船舶の針路と船速に基づく速度ベクトルマークを前記船舶位置または前記推測位置に表示するものとする。
【００１５】
（５）自船の位置を測位する手段を備え、前記表示手段が自船の位置に対する船舶の相対位置を表示するものとする。
【００１６】
（６）前記船舶位置推測手段は、前記船舶識別信号の受信周期が所定の周期より長いときに前記推測を行うものとする。
【発明の効果】
【００１７】
（１）船舶位置推測手段により、時間経過に伴う船舶の位置の変化に基づき船舶識別信号の受信タイミングとは別のタイミングでの船舶推測の位置が求められ、船舶識別信号の受信により求められた船舶位置と推測により求められた推測位置とが表示されるため、船舶識別信号の受信間隔よりも短時間周期で船舶の位置や状態を把握できるようになる。
【００１８】
（２）前記表示手段により、船舶識別信号から抽出された船舶位置と、推測により求められた推測位置とが識別可能なように（例えば、異なった色・濃度または形態で）表示されるため、船舶識別信号の受信間隔よりも短時間周期で表示される船舶の位置が推測によるものであるか否かの判読が可能となる。
【００１９】
（３）前記推測位置を含む航跡部分が、船舶位置を含む航跡部分とは異なった色・濃度または線種で表示されることにより、航跡についても推測によるものであるか受信によるものであるかの判読が容易となる。
【００２０】
（４）前記船舶識別信号から抽出した船舶の針路と船速に関する情報、または船舶識別信号の受信タイミングとは別のタイミングでの、推測による船舶の針路と船速に関する情報が速度ベクトルマークとして表示されるので、船舶の運動状況を容易に把握できる。
【００２１】
（５）この船舶位置表示装置が自船に設けられている場合に、表示手段により、自船の位置に対する船舶の相対位置が表示されることによって、他船の自船に対する相対位置を読み取ることができ、衝突予防の効果を高めることができる。
【００２２】
（６）船舶識別信号の受信周期が所定の周期より長いときに、船舶位置推測手段により船舶の位置推測が行われるので、不必要な高頻度の位置推測が抑制され、演算効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は船舶位置表示装置の構成を示すブロック図である。図１において、ＡＩＳ用アンテナ１は他船からの船舶識別信号を受け、ＡＩＳデータ送受信部２はその船舶識別信号を受信する。また自船の船舶識別信号をＡＩＳ用アンテナ１から送信する。データ処理部５は、その船舶識別信号のＡＩＳデータを読み取り、他船データとして他船データベース６に格納する。
【００２４】
自船位置速度測定部３は、ＧＰＳなどにより自船の位置および速度（２次元の速度）を測定する。データ処理部５は、他船データベース６に一旦格納した複数の他船データから必要なデータを抽出して、自船の位置・速度ベクトルとともに他船の位置・速度ベクトルを表すマークを表示器８へ表示するための表示データを出力する。表示信号処理部７は、その表示データから表示信号を生成して、表示器８へ出力する。
【００２５】
操作部４はトラックボールなどのポインティングデバイスとキーボードとからなり、利用者はこの操作部４の操作によって表示縮尺率や表示範囲を設定する。
【００２６】
図２は図１に示した表示器８での表示例を示す図である。ここで、円で示す所定距離範囲は、自船から所定距離の範囲を示している。但し自船位置は、この所定距離範囲の円の中心から所定距離オフセットしていて、自船の後方（船尾方向）より前方（船首方向）を広くしている。
【００２７】
また、この図２において矩形の枠で示す範囲は、実際に表示器８に表示する表示画面の範囲である。この矩形の枠で示す範囲の内容が表示内容に相当する。図中、自船マークＳは、矩形状のマークとそこから棒状に突出する直線とからなる。この矩形状のマークの表示位置が自船の位置を示している。また、棒状に突出する直線は、その向きによって自船の針路、その長さによってその針路方向の船速をそれぞれ表す速度ベクトルである。
【００２８】
他船マークＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、丸状のマークとそこから棒状に突出する直線とからなる。この丸状のマークの表示位置が各他船の位置を示し、棒状に突出する直線は、その向きによって他船の針路、その長さによってその針路方向の船速をそれぞれ表す速度ベクトルである。また、各他船マークの後方に表れている曲線は各他船の航跡である。図２では省略しているが、これらの他船マークの近傍には、各他船のMMSI、船名、船種などの静的データを表示する。
【００２９】
表示画面の範囲より外側で破線で示す丸状のマークは、自船から所定距離範囲内に存在する他船の位置を示している。これらの他船については追尾を行うが表示画面外であるので実際には表示されない。
【００３０】
このような他船マークや航跡は、各他船の絶対位置（緯度，経度）と対地速度の他、表示縮尺率、表示範囲、表示画面上方の方位等の表示パラメータに基づいて表示する。
【００３１】
なお、このような他船の位置と速度は、自船位置に対する相対位置と相対速度として扱い、この相対位置、相対速度、表示縮尺率、表示範囲、表示画面上方の方位等の表示パラメータに基づいて、他船マークや航跡を表示するようにしてもよい。
【００３２】
図３は各時点での他船の位置およびその航跡の表示例を示す図である。（Ａ）において、Ｒａ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅ，Ｒｇ，Ｒｈ，Ｒｉで示す黒丸はそれぞれ過去の「船舶位置」に相当する過去の他船マーク、Ｄｂ，Ｄｆで示す白丸はそれぞれ過去の「推測位置」に相当する過去の他船マークである。また、これらの各位置を結ぶ直線は航跡である。ここで「船舶位置」は、他船の船舶識別信号から抽出した位置情報（すなわちＡＩＳデータの一つである緯度経度の位置情報）により求めた他船の位置である。また、「推測位置」は、時間経過に伴う他船の位置変化に基づき、船舶識別信号の受信タイミングとは別のタイミングで、推測により求めた他船の位置である。また、図中右端の大きな白丸のマークＭは、この他船の現在位置および針路・船速を示す他船マークである。
【００３３】
図３の（Ｂ）は、航跡を表示せず、各時点での他船の位置を他船マークで表示した例である。ここで黒丸は船舶位置、白丸は推測位置、大きな白丸は他船の現在の位置を示すマークである。なお、この（Ｂ）の例では、他船の速度ベクトルのマークも表示していない。
【００３４】
図３の（Ｃ）は、推測位置を含む航跡部分を、他の航跡部分とは異なった色・濃度または線種で表示した例である。この例では、船舶位置Ｒａと推測位置Ｄｂとの間の航跡部分、船舶位置Ｒｅと推測位置Ｄｆとの間の航跡部分、および船舶位置Ｒｉと推測位置Ｄｊとの間の航跡部分を、その他の航跡部分（「船舶位置」同士を結ぶ直線）とは異なった色・濃度または線種で表示している。
【００３５】
図３の（Ｄ）は、推測位置を含むその両側の航跡部分を、その他の航跡部分とは異なった色・濃度または線種で表示した例である。この例では、推測位置Ｄｂ前後の船舶位置Ｒａ，Ｒｃを結ぶ航跡部分、推測位置Ｄｆ前後の船舶位置Ｒｅ，Ｒｇを結ぶ航跡部分、および推測位置Ｄｊとその手前の船舶位置Ｒｉとを結ぶ航跡部分を、その他の航跡部分とは異なった色・濃度または線種で表示している。
【００３６】
このような表示によって、船舶識別信号の受信間隔よりも短時間周期で船舶の位置や状態を把握できるようになり、且つそれが推測によるものであるか否かの判読も可能となる。また、航跡についても推測によるものであるか受信によるものであるかの判読が容易となる。
【００３７】
図４は、図１に示した他船データベース６内の或一つの他船についてのデータの構成を示す図である。この例では、他船の動的情報のうち少なくとも船舶識別信号の受信時刻、その船舶識別信号から抽出した他船の位置情報、針路情報、船速情報の組を時系列順に所定時間分サイクリックに記憶する。もちろん他の動的情報についても同様に時系列順に記憶するようにしてもよい。これらの動的情報とは別に、現在の推測位置、現在の推測針路、および現在の推測船速を備えている。ＭＭＳＩ、船名、船種などの静的データは、それらを他船マークの近傍に表示させるために記憶しているが、図４では示していない。
【００３８】
図５は他船データの更新処理の手順を示すフローチャートである。
まず、図１に示したＡＩＳデータ送受信部２から新たな他船データを読み取る（S１）。続いて、今回受信した他船データが、他船データベース６に既に存在するか否かを検索する（S２）。
【００３９】
該当があれば、その該当の他船データの内容を更新する（S３→S４）。具体的には図４に示した他船の動的データの内容に時刻，位置，針路，船速のデータを追加する。もし該当が無ければ、今回の他船データを新たなデータとして他船データベース６に格納する（S３→S５）。
その後、図２・図３に示したような他船のマークと航跡の表示を行う（S６）。
【００４０】
図６は前記マーク・航跡表示処理の手順を示すフローチャートである。
まず、図１に示した自船位置速度測定部３から自船の位置・針路・船速を読み込む（S１１）。続いて、操作部４の操作により既に設定されている表示縮尺率の設定内容を読みこむ（S１２）。
【００４１】
その後、この表示縮尺率と表示画面の表示範囲とに基づいて、その表示画面内に相当する自船からの距離範囲を求める。そして、その距離範囲に存在する他船のデータをデータベース６から読み出す（S１３）。
【００４２】
そして、表示画面内に入る他船について、自船マークとともに他船マークおよび他船の航跡を表示する（S１４）。これにより、図２・図３に示したような表示の内容を更新する。この例では、他船の絶対針路・対地船速による他船マークを、他船の絶対位置に応じた位置に表示する。なお、自船に対する他船の相対位置を求め、その相対位置に対応する表示画面内の位置に他船マークを表示するとともに、他船の航跡を表示するようにしてもよい。また、自船に対する他船の２次元の相対船速を求め、その相対船速を基にして他船の相対針路と相対船速を求めて他船マークに速度ベクトルを表示するようにしてもよい。
【００４３】
図７は他船位置推測処理の手順を示すフローチャートである。まず、ＡＩＳデータ（船舶識別信号）の受信周期と、あらかじめ定めた更新最長周期とによって、推測位置を出力するタイミングを決定する（S２１）。たとえば更新最長周期を６秒に定めておけば、ＡＩＳデータの受信周期がそれより長い時に６秒ごとに推測位置を求め、それを出力する。もしＡＩＳデータの受信周期が更新最長周期と等しいか、それより短い場合には、ＡＩＳデータから求めた船舶位置を出力するだけで充分であるので位置推測は行わない。
【００４４】
上記更新最長周期は、図１に示した操作部４の操作によって、利用者が例えば２秒〜１０秒の範囲で設定可能としておく。
【００４５】
推測位置の出力タイミングとなれば、前記データベースに記録されている他船の動的データ（時刻・位置・針路・船速）に基づいて、その他船の現在の位置・針路・船速を推測する（S２３）。そしてこの推測した他船のマーク・航跡を表示する（S２４）。このステップS２４のマーク・航跡表示処理は図６に示した処理である。
【００４６】
このようにして、図３に示した推測位置Ｄｊに他船のマークを表示し、直前の船舶位置Ｒｉとの間に航跡を表示する。
【００４７】
前記他船の現在位置の推測は、過去の各時点での他船の位置のおよび状態から求める。
【００４８】
図８は船速の推定の例を示す図である。過去のｎ秒間またはｍ回のＡＩＳデータに含まれている船速データを基に、回帰直線、２次回帰曲線または３次回帰曲線で、現在ｔｘ時（前回のＡＩＳデータの受信時刻ｔｐから２秒経過した時点）の船速（図中破線で示す値）を推測する。
【００４９】
針路についても同様に、過去のｎ秒間またはｍ回のＡＩＳデータに含まれている針路データを基に、回帰直線、２次回帰曲線または３次回帰曲線で現在ｔｘ時の針路を推測する。
【００５０】
位置については、過去のｎ秒間またはｍ回のＡＩＳデータに含まれている位置データ（緯度，経度）を基に、緯度・経度それぞれについて、回帰直線、２次回帰曲線または３次回帰曲線で現在ｔｘ時の（緯度，経度）を推測する。なお、高緯度では、緯度変化に対する距離変化と、経度変化に対する距離変化の違いが大きくなるのでＸ−Ｙの直角座標に変換し、Ｘ方向とＹ方向についてそれぞれ上記回帰直線または回帰曲線による推測を行うようにしてもよい。
【００５１】
その他の方法として、前回のＡＩＳデータの受信時刻ｔｐでの位置から、そのｔｐ時点での針路・船速で２秒間走行した位置を現在ｔｘ時点での位置として推測するようにしてもよい。
【００５２】
次に、第２の実施形態に係る船舶位置表示装置について図９を基に説明する。第１の実施形態は、船舶に搭載した船舶位置表示装置が他船の位置や状態を表示するものであったが、この第２の実施形態では、港湾監視局が港湾内の船舶の位置や状態を表示する。
【００５３】
図９において１００は港湾を臨む海岸に配置した港湾監視局であり、港湾レーダのアンテナ１１、ＡＩＳ受信機のアンテナ３１を備えている。港湾内に存在する船舶には第１の実施形態で示した船舶位置表示装置１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃをそれぞれ搭載している。港湾監視局１００側に設けた船舶位置表示装置は、この港湾監視局が固定局であるので、港湾内の複数の船舶について、絶対位置・絶対方位の針路・対地船速を表すマークおよび航跡を表示する。
【００５４】
このようにして、湾内の複数の船舶の位置と状態を監視する場合にもこの発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】他船位置表示装置の構成を示すブロック図
【図２】自船からの所定距離範囲と表示画面内への表示例などを示す図
【図３】他船の位置、航跡および他船の現在位置と速度ベクトルからなるマークの例を示す図
【図４】他船データベース内のデータの例を示す図
【図５】データ処理部の他船データ更新に関するフローチャート
【図６】データ処理部のマーク・航跡表示に関するフローチャート
【図７】データ処理部の他船位置推測処理に関するフローチャート
【図８】船速の推測例を示す図
【図９】第２の実施形態に係る他船位置表示装置のシステムの構成を示す図
【符号の説明】
【００５６】
Ｍ−他船マーク
Ｓ−自船マーク
Ｒ−船舶位置の他船マーク
Ｄ−推測位置の他船マーク
１１−港湾レーダのアンテナ
３１−ＡＩＳ受信機のアンテナ
１０１−船舶位置表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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