(57)【要約】【課題】本開示は、船舶の航路上の座礁の可能性を警告するにあたり、船舶の燃費の向上及び水深の計測の容易化を可能にしながら、船舶の航路上の「将来」の水深の予測を可能にすることを目的とする。【解決手段】本開示は、船舶１の船底に設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサ１１から、船舶１の航路上の水深の航続時間変化の情報を取得し、船舶１の船底に設置される速度センサ１２から、船舶１の速度の航続時間変化の情報を取得するセンサ情報取得部１３１と、センサ情報取得部１３１が取得した過去の水深及び速度の航続時間変化の情報に基づいて、船舶１の航路上の将来の水深を予測する水深予測部１３２と、を備えることを特徴とする水深予測装置１３である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の船底に設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサから、前記船舶の航路上の水深の航続時間変化の情報を取得し、前記船舶の船底に設置される速度センサから、前記船舶の速度の航続時間変化の情報を取得するセンサ情報取得部と、
前記センサ情報取得部が取得した過去の水深及び速度の航続時間変化の情報に基づいて、前記船舶の航路上の将来の水深を予測する水深予測部と、
を備えることを特徴とする水深予測装置。
【請求項２】
前記水深予測部が予測した将来の水深に基づいて、前記船舶の航路上の将来の座礁に至るまでの前記船舶の航続時間又は航続距離を警告する座礁警告部、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の水深予測装置。
【請求項３】
前記水深予測部は、前記センサ情報取得部が取得した過去の水深及び速度の航続時間変化の情報に基づいて、前記船舶の航路上の過去の水深の航続距離変化を算出し、過去の水深の航続距離変化の直線外挿に基づいて、前記船舶の航路上の将来の水深を予測し、
前記座礁警告部は、前記水深予測部が直線外挿で予測した将来の水深に基づいて、前記船舶の航路上の将来の座礁に至るまでの前記船舶の航続時間又は航続距離を警告する
ことを特徴とする、請求項２に記載の水深予測装置。
【請求項４】
前記センサ情報取得部が情報を取得した現在の水深が、所定の水深より深いとともに海底に形成された海溝内にあるときには、前記座礁警告部は、前記船舶の航路上の将来の座礁に至るまでの前記船舶の航続時間又は航続距離の警告を留保する
ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の水深予測装置。
【請求項５】
前記センサ情報取得部は、前記船舶の船底に単数設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサから、前記船舶の航路上の水深の航続時間変化の情報を取得する
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の水深予測装置。
【請求項６】
前記センサ情報取得部は、前記船舶の船底に複数設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサから、前記船舶の航路上の水深の航続時間変化の情報を取得する
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の水深予測装置。
【請求項７】
前記センサ情報取得部は、ビーム照射を水深センサと共用し受信強度の相関処理に基づいて速度を計測する速度センサから、前記船舶の速度の航続時間変化の情報を取得する
ことを特徴とする、請求項６に記載の水深予測装置。
【請求項８】
船舶の船底に設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサから、前記船舶の航路上の水深の航続時間変化の情報を取得し、前記船舶の船底に設置される速度センサから、前記船舶の速度の航続時間変化の情報を取得するセンサ情報取得ステップと、
前記センサ情報取得ステップで取得した過去の水深及び速度の航続時間変化の情報に基づいて、前記船舶の航路上の将来の水深を予測する水深予測ステップと、
を順にコンピュータに実行させるための水深予測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、船舶の航路上の将来の水深を予測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の船底に設置される水深センサから、船舶の航路上の水深の航続距離変化の情報を取得し、船舶の航路上の「現在」の水深が所定の水深より浅いときには、船舶の航路上の座礁の可能性を警告する技術が存在する（例えば、特許文献１等を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０９１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、船舶の航路上の「現在」の水深が所定の水深より浅いかどうかを計測するのみでは、船舶の航路上の座礁の可能性が警告された後に、旋回又は停船等の対処がなされる前に船舶が実際に座礁する危惧がある。一方で、船舶の航路上の「将来」の水深が所定の水深より浅いかどうかを計測することができれば、座礁の可能性を推測でき、旋回又は停船等の対処がなされる余裕がある。
【０００５】
そこで、船舶の航路上の「将来」の水深を予測するためには、ほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサを適用するのではなく、進行方向前向きにビームを照射する水深センサを適用することが考えられる。しかし、進行方向前向きにビームを照射する水深センサを適用するときには、水深センサが船舶の船底から突出するため、船舶が海水の抵抗を受けて船舶の燃費が下がり、ビームの指向性が広すぎれば、ビームの最短反射時間が水深に必ずしも対応しない。一方で、ほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサを適用するときには、水深センサが船舶の船底に埋設されるため、船舶が海水の抵抗を受けず船舶の燃費が上がり、ビームの指向性が広すぎても、ビームの最短反射時間が水深に対応すると言える。よって、船舶の航路上の座礁の可能性を警告するにあたり、船舶の航路上の「将来」の水深の予測、船舶の燃費の向上及び水深の計測の容易化を両立できない。
【０００６】
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、船舶の航路上の座礁の可能性を警告するにあたり、船舶の燃費の向上及び水深の計測の容易化を可能にしながら、船舶の航路上の「将来」の水深の予測を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、船舶の船底に設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサから、船舶の航路上の水深の変化の情報を取得し、「過去」の水深の変化の情報に基づいて、船舶の航路上の「将来」の水深を予測することとした。
【０００８】
具体的には、本開示は、船舶の船底に設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサから、前記船舶の航路上の水深の航続時間変化の情報を取得し、前記船舶の船底に設置される速度センサから、前記船舶の速度の航続時間変化の情報を取得するセンサ情報取得部と、前記センサ情報取得部が取得した過去の水深及び速度の航続時間変化の情報に基づいて、前記船舶の航路上の将来の水深を予測する水深予測部と、を備えることを特徴とする水深予測装置である。
【０００９】
また、本開示は、船舶の船底に設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサから、前記船舶の航路上の水深の航続時間変化の情報を取得し、前記船舶の船底に設置される速度センサから、前記船舶の速度の航続時間変化の情報を取得するセンサ情報取得ステップと、前記センサ情報取得ステップで取得した過去の水深及び速度の航続時間変化の情報に基づいて、前記船舶の航路上の将来の水深を予測する水深予測ステップと、を順にコンピュータに実行させるための水深予測プログラムである。
【００１０】
この構成によれば、船舶の燃費の向上及び水深の計測の容易化を可能にしながら、船舶の航路上の「将来」の水深の予測を可能にすることができる。
【００１１】
また、本開示は、前記水深予測部が予測した将来の水深に基づいて、前記船舶の航路上の将来の座礁に至るまでの前記船舶の航続時間又は航続距離を警告する座礁警告部、をさらに備えることを特徴とする水深予測装置である。
【００１２】
この構成によれば、船舶の燃費の向上及び水深の計測の容易化を可能にしながら、船舶の航路上の「将来」の座礁の警告を可能にすることができる。
【００１３】
また、本開示は、前記水深予測部は、前記センサ情報取得部が取得した過去の水深及び速度の航続時間変化の情報に基づいて、前記船舶の航路上の過去の水深の航続距離変化を算出し、過去の水深の航続距離変化の直線外挿に基づいて、前記船舶の航路上の将来の水深を予測し、前記座礁警告部は、前記水深予測部が直線外挿で予測した将来の水深に基づいて、前記船舶の航路上の将来の座礁に至るまでの前記船舶の航続時間又は航続距離を警告することを特徴とする水深予測装置である。
【００１４】
ここで、この構成でなければ、過去の水深の変化の近似曲線次第では、現在の水深の傾斜が浅くなる方向であるときでも、将来の座礁の可能性がないと判定される危惧がある。しかし、この構成によれば、過去の水深の変化の直線外挿を行えば、現在の水深の傾斜が浅くなる方向であるときには、将来の座礁の可能性がないと判定されることは少なくなる。
【００１５】
また、本開示は、前記センサ情報取得部が情報を取得した現在の水深が、所定の水深より深いとともに海底に形成された海溝内にあるときには、前記座礁警告部は、前記船舶の航路上の将来の座礁に至るまでの前記船舶の航続時間又は航続距離の警告を留保することを特徴とする水深予測装置である。
【００１６】
現在の水深が海溝内にあるときには、水深が急に浅くなることがある。よって、この構成でなければ、現在の水深がある程度深いときでも、将来の座礁の可能性が高いと判定される危惧がある。しかし、この構成によれば、現在の水深がある程度深いときには、将来の座礁の可能性が高いと判定される危惧がない。
【００１７】
また、本開示は、前記センサ情報取得部は、前記船舶の船底に単数設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサから、前記船舶の航路上の水深の航続時間変化の情報を取得することを特徴とする水深予測装置である。
【００１８】
この構成によれば、水深センサの部品点数を削減しながら、船舶の航路上の「将来」の水深の予測及び座礁の警告をより容易に可能にすることができる。
【００１９】
また、本開示は、前記センサ情報取得部は、前記船舶の船底に複数設置されほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサから、前記船舶の航路上の水深の航続時間変化の情報を取得することを特徴とする水深予測装置である。
【００２０】
この構成によれば、水深センサのダブルチェックを可能にしながら、船舶の航路上の「将来」の水深の予測及び座礁の警告をより確実に可能にすることができる。
【００２１】
また、本開示は、前記センサ情報取得部は、ビーム照射を水深センサと共用し受信強度の相関処理に基づいて速度を計測する速度センサから、前記船舶の速度の航続時間変化の情報を取得することを特徴とする水深予測装置である。
【００２２】
この構成によれば、ビーム照射を水深／速度センサで共用することで、センサの部品点数を削減しながら、船舶の航路上の速度の情報の取得を可能にすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
このように、本開示は、船舶の航路上の座礁の可能性を警告するにあたり、船舶の燃費の向上及び水深の計測の容易化を可能にしながら、船舶の航路上の「将来」の水深の予測を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本開示の水深予測装置の構成を示す図である。
【図２】本開示の水深予測処理の手順を示す図である。
【図３】本開示の水深予測部の直線外挿処理を示す図である。
【図４】本開示の座礁警告部の座礁警告処理を示す図である。
【図５】本開示の座礁警告部の警告留保処理を示す図である。
【図６】本開示の水深センサのセンシング処理を示す図である。
【図７】本開示の水深／速度センサのセンシング処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００２６】
本開示の水深予測装置の構成を図１に示す。本開示の水深予測処理の手順を図２に示す。船舶１は、水深センサ１１及び速度センサ１２を船底に備え、水深予測装置１３を操舵室に備える。水深予測装置１３は、ステップＳ１〜Ｓ８を実行するプログラムをインストールされ、センサ情報取得部１３１、水深予測部１３２及び座礁警告部１３３を備える。
【００２７】
水深センサ１１は、船舶１の船底に設置され、ほぼ鉛直下向きにビームを照射する。速度センサ１２は、船舶１の船底に設置され、相関船速計又はドップラ船速計等である。水深センサ１１及び速度センサ１２は、超音波ビーム又はレーダビームを照射する。
【００２８】
進行方向前向きにビームを照射する水深センサ１１を適用するときには、水深センサ１１が船舶１の船底から突出するため、船舶１が海水の抵抗を受けて船舶１の燃費が下がり、ビームの指向性が広すぎれば、ビームの最短反射時間が水深に必ずしも対応しない。
【００２９】
ほぼ鉛直下向きにビームを照射する水深センサ１１を適用するときには、水深センサ１１が船舶１の船底に埋設されるため、船舶１が海水の抵抗を受けず船舶１の燃費が上がり、ビームの指向性が広すぎても、ビームの最短反射時間が水深に対応すると言える。
【００３０】
センサ情報取得部１３１は、船舶１の航路上の水深の航続時間変化の情報を、水深センサ１１から取得する（ステップＳ１）。そして、センサ情報取得部１３１は、船舶１の速度の航続時間変化の情報を、速度センサ１２から取得する（ステップＳ２）。ただし、センサ情報取得部１３１は、ステップＳ１、Ｓ２の順序を問わない。
【００３１】
水深予測部１３２は、センサ情報取得部１３１が取得した過去の水深及び速度の航続時間変化の情報に基づいて、船舶１の航路上の将来の水深を予測する（ステップＳ４）。ここで、水深予測部１３２の詳細については、図３を用いて後述する。
【００３２】
このように、船舶１の燃費の向上及び水深の計測の容易化を可能にしながら、船舶１の航路上の「将来」の水深の予測を可能にすることができる。
【００３３】
座礁警告部１３３は、水深予測部１３２が予測した将来の水深に基づいて、船舶１の航路上の将来の座礁に至るまでの船舶１の航続時間又は航続距離を表示、警告する（ステップＳ７）。ここで、座礁警告部１３３の詳細については、図４、５を用いて後述する。
【００３４】
このように、船舶１の燃費の向上及び水深の計測の容易化を可能にしながら、船舶１の航路上の「将来」の座礁の警告を可能にすることができる。
【００３５】
水深予測部１３２は、センサ情報取得部１３１が取得した過去の水深及び速度の航続時間変化の情報に基づいて、船舶１の航路上の過去の水深の航続距離変化を算出する（ステップＳ３）。そして、上述したように、水深予測部１３２は、過去の水深の航続距離変化の直線外挿に基づいて、船舶１の航路上の将来の水深を予測する（ステップＳ４）。
【００３６】
本開示の水深予測部の直線外挿処理を図３に示す。図３の上段には、直線外挿をしないときを示す。図３の下段には、直線外挿をするときを示す。
【００３７】
図３の上段に示したように、過去の水深の変化の近似曲線次第では、現在の水深の傾斜が浅くなる方向であるときでも、この近似曲線が座礁警告水深（喫水の程度）に到達せず、将来の座礁の可能性がないと判定される危惧がある。
【００３８】
図３の下段に示したように、過去の水深の変化の直線外挿を行えば、現在の水深の傾斜が浅くなる方向であるときには、この外挿直線が座礁警告水深（喫水の程度）に到達し、将来の座礁の可能性がないと判定されることは少なくなる。
【００３９】
座礁警告部１３３は、水深予測部１３２が直線外挿で予測した将来の水深に基づいて、船舶１の航路上の将来の座礁に至るまでの船舶１の航続時間又は航続距離を表示、警告する（ステップＳ７）。具体的には、座礁警告部１３３は、船舶１の航路上の将来の座礁に至るまでの船舶１の航続距離を、船舶１の現在又は将来の速度で除算することにより、船舶１の航路上の将来の座礁に至るまでの船舶１の航続時間を算出する。
【００４０】
本開示の座礁警告部の座礁警告処理を図４に示す。図４の上段には、座礁警告をしないときを示す。図４の下段には、座礁警告をするときを示す。
【００４１】
座礁警告部１３３は、座礁警告画面１３４を備え、座礁警告画面１３４は、水深予測表示１３５、不図示の座礁警告表示及び不図示の座礁時間／距離表示を備える。
【００４２】
図４の上段に示したように、水深予測表示１３５において、過去の水深の変化の外挿直線は、座礁警告水深（喫水の程度）に到達していない。そして、座礁時間／距離表示において、船舶１の航路上の将来の座礁に至るまでの船舶１の航続時間及び航続距離は、それぞれ例えば５分及び３ｋｍで長めである。よって、座礁警告表示において、座礁警告の文字／音声表示は行われず、座礁注意の文字／音声表示が行われる。
【００４３】
図４の下段に示したように、水深予測表示１３５において、過去の水深の変化の外挿直線は、座礁警告水深（喫水の程度）に到達している。そして、座礁時間／距離表示において、船舶１の航路上の将来の座礁に至るまでの船舶１の航続時間及び航続距離は、それぞれ例えば１分及び０．６ｋｍで短めである。よって、座礁警告表示において、座礁注意の文字／音声表示を超えて、座礁警告の文字／音声表示が行われる。
【００４４】
センサ情報取得部１３１が情報を取得した現在の水深が、所定の水深より深いとともに（ステップＳ５においてＹＥＳ）、海底に形成された海溝内にあるときには（ステップＳ６においてＹＥＳ）、座礁警告部１３３は、船舶１の航路上の将来の座礁に至るまでの船舶１の航続時間又は航続距離の警告を留保する（ステップＳ８）。
【００４５】
一方で、センサ情報取得部１３１が情報を取得した現在の水深が、所定の水深より浅いときには（ステップＳ５においてＮＯ）、座礁警告部１３３は、船舶１の航路上の将来の座礁に至るまでの船舶１の航続時間又は航続距離を表示、警告する（ステップＳ７）。
【００４６】
そして、センサ情報取得部１３１が情報を取得した現在の水深が、所定の水深より深いけれども（ステップＳ５においてＹＥＳ）、海底に形成された海溝内にないときには（ステップＳ６においてＮＯ）、座礁警告部１３３は、船舶１の航路上の将来の座礁に至るまでの船舶１の航続時間又は航続距離を表示、警告する（ステップＳ７）。
【００４７】
本開示の座礁警告部の警告留保処理を図５に示す。図５の上段及び下段では、過去の水深の実測値は同様であるが、将来の座礁の警告の有無は異なっている。図５の上段には、警告留保をしないときを示す。図５の下段には、警告留保をするときを示す。現在の水深が海溝内にあるときには、水深が急に浅くなることがある。
【００４８】
図５の上段に示したように、現在の水深がある程度深いときでも、図３で前述した外挿直線が座礁警告水深（喫水の程度）に急に到達する危惧があるため、将来の座礁の可能性が高いと判定され、警告留保をしない。
【００４９】
図５の下段に示したように、現在の水深がある程度（警告留保水深の程度以下）深いときには、図３で前述した外挿直線が座礁警告水深（喫水の程度）に急に到達する危惧があっても、将来の座礁の可能性が高いと判定されず、警告留保をする。
【００５０】
なお、過去の水深の変化の近似曲線として、海底地形に応じて様々な近似曲線を採用してもよい。そして、様々な近似曲線に基づく将来の座礁までの航続時間又は航続距離のうち、特定の近似曲線に基づく最短の座礁までの航続時間又は航続距離を選択してもよい。
【００５１】
また、過去の水深の変化の近似曲線を算出するにあたり、近似曲線にフィットしない水深の計測結果を除去してもよい。ここで、近似曲線にフィットしない水深の計測結果として、海中のプランクトン並びに海底の海藻及び地質による計測誤差等が挙げられる。
【００５２】
また、図３〜５で示した近似曲線の算出範囲として、海底地形に応じて様々な近似曲線の算出範囲を採用してもよい。例えば、海底地形が変化に富む／乏しいときには、近似曲線の算出範囲を狭く／広くすればよい。そして、図３〜５で示した水深の計測間隔として、海底地形に応じて様々な水深の計測間隔を採用してもよい。例えば、海底地形が変化に富む／乏しいときには、水深の計測間隔を狭く／広くすればよい。
【００５３】
次に、水深センサ１１を複数設置したときの、実施形態及びその効果について、図６で説明する。タンカーなど全長が大きい船舶１については、図６に示すように横滑りし、船首及び船尾の航続軌道が同一の航続軌道とならないことがある。
【００５４】
船舶１が横滑りするときには、船舶１の各部（船首及び船尾等）が横切る等深線は異なる。例えば、船舶１の船首は、海底地形の盛り上がりを横切らず、座礁の可能性が低い。一方で、船舶１の船尾は、海底地形の盛り上がりを横切り、座礁の可能性が高い。
【００５５】
図６の上段では、水深センサ１１は、船舶１の船首の船底に単数設置され、ほぼ鉛直下向きにビームを照射する。センサ情報取得部１３１は、船舶１の航路上の水深の航続時間変化の情報を、単数の水深センサ１１から取得する。
【００５６】
このように、水深センサ１１の部品点数を削減しながら、船舶１の航路上の「将来」の水深の予測及び座礁の警告をより容易に可能にすることができる。
【００５７】
図６の下段では、水深センサ１１は、船舶１の船首及び船尾の船底にそれぞれ単数設置され、ほぼ鉛直下向きにビームを照射する。センサ情報取得部１３１は、船舶１の航路上の水深の航続時間変化の情報を、複数の水深センサ１１から取得する。
【００５８】
このように、水深センサ１１のダブルチェックを可能にしながら、船舶１の航路上の「将来」の水深の予測及び座礁の警告をより確実に可能にすることができる。
【００５９】
本開示の水深／速度センサのセンシング処理を図７に示す。水深／速度センサ１４は、船舶１の船首及び船尾の船底にそれぞれ設置され、ビーム照射を水深／速度計測で共用し、受信強度の相関処理に基づいて速度を計測する。センサ情報取得部１３１は、船舶１の速度の航続時間変化の情報を、複数の水深／速度センサ１４から取得する。
【００６０】
ここで、複数の水深／速度センサ１４の設置間隔は、Ｌであることが予め分かっている。そして、複数の水深／速度センサ１４の受信強度は、ΔＴだけずらした相互相関が最も高くなっている。よって、船舶１の速度は、Ｖ＝Ｌ／ΔＴと計測することができる。
【００６１】
このように、ビーム照射を水深／速度センサ１４で共用することで、センサの部品点数を削減しながら、船舶１の航路上の速度の情報の取得を可能にすることができる。
【００６２】
ここで、図１で前述した相関船速計は、センサ間が離れていないため、センサ間のダブルチェックを行うことができない。一方で、図７で前述した水深／速度センサ１４は、センサ間が離れているため、センサ間のダブルチェックを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本開示の水深予測装置及び水深予測プログラムは、船舶の航路上の座礁の可能性を警告するにあたり、船舶の燃費の向上及び水深の計測の容易化を可能にしながら、船舶の航路上の「将来」の水深の予測を可能にすることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１：船舶
１１：水深センサ
１２：速度センサ
１３：水深予測装置
１４：水深／速度センサ
１３１：センサ情報取得部
１３２：水深予測部
１３３：座礁警告部
１３４：座礁警告画面
１３５：水深予測表示
【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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