(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の接岸を支援する接岸支援システムであって、
前記船舶と、前記船舶が接岸する予定の岸とに超音波送受信部をそれぞれ設け、
前記岸側の超音波送受信部は、上方から見て前記岸の壁面に沿う第１仮想線上に位置する一対の送受信機と、前記第１仮想線に対して直角な第２仮想線上に位置する一つの送受信機とを備え、
前記船舶側の超音波送受信部は一つの送受信機を備え、
前記船舶側の一つの送受信機と、前記岸側の三つの送受信機との間を、超音波を送受信して情報を交換することで、前記船舶を前記岸に向けて誘導することを特徴とする船舶の接岸支援システム。
【請求項２】
前記岸側の三つの送受信機を一体に移動可能に構成してあることを特徴とする請求項１記載の船舶の接岸支援システム。
【請求項３】
前記船舶は左右一対の船外機を備え、
前記情報に基づいて、前記左右一対の船外機の出力を異ならせることで、前記船舶の姿勢を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の船舶の接岸支援システム。
【請求項４】
前記船舶の後ろ向きの接岸を支援する請求項１〜３のいずれか一つに記載の接岸支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の接岸を支援する接岸支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、接岸支援システムとして特許文献１の技術があった。この技術では、岸壁から船舶に向けて水中に超音波を送信する。そして、船舶から反射された超音波を受信し、岸壁と船舶の距離を測定して船舶の接岸を支援する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３６３６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、送信した超音波の船舶から反射波を受信する技術では、反射波が減衰するために、超音波送受信部の出力を大きくしなければならなかった。
また、反射波の指向性が低いために、指向性を絞らなければならならず、システム動作が不安定になることがあった。
さらに、水中に超音波送受信部を配置するために、超音波送受信部に防水構造が必要になって、超音波送受信部の構造が複雑化するとともに大型化し、さらに、システムの設置に手間がかかって、製作コストが高くなっていた。
本発明の目的は、超音波送受信部の出力を小さくすることができ、システム動作を安定化でき、超音波送受信部の構造を簡素化できるとともに小型化でき、さらに、システムの設置を簡単化できて、製作コストを低減できる接岸支援システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、
船舶の接岸を支援する接岸支援システムであって、
前記船舶と、前記船舶が接岸する予定の岸とに超音波送受信部をそれぞれ設け、
前記岸側の超音波送受信部は、上方から見て前記岸の壁面に沿う第１仮想線上に位置する一対の送受信機と、前記第１仮想線に対して直角な第２仮想線上に位置する一つの送受信機とを備え、
前記船舶側の超音波送受信部は一つの送受信機を備え、
前記船舶側の一つの送受信機と、前記岸側の三つの送受信機との間を、超音波を送受信して情報を交換することで、前記船舶を前記岸に向けて誘導することを特徴とする。（請求項１）
【０００６】
上記の構成によれば、本システムを次の〈１〉〜〈５〉のように作動させることができる。
図１に示すように、
〈１〉  船舶の送受信部の送受信機ＴＭから、前記第１仮想線Ｌ１（図３参照）上に位置する岸２側の一対の送受信機ＴＸ１，ＴＸ２のうちの一方の送受信機ＴＸ１に超音波ｄ１を送信する。
〈２〉  前記〈１〉の超音波ｄ１を受信した前記一方の送受信機ＴＸ１は、他方の送受信機ＴＸ２に超音波ｄｙを送信する。この超音波ｄｙを受信した前記他方の送受信機ＴＸ２は、前記一方の送受信機ＴＸ１に超音波ｄｙを送信（返信）する。そして、両送受信機ＴＸ１，ＴＸ２間の往復の超音波ｄｙの伝搬時間差により、船舶１に対する横風成分を検出する。
〈３〉  前記〈１〉の超音波ｄ１を受信した前記一方の送受信機ＴＸ１は、第２仮想線Ｌ２（図２参照）上に位置する送受信機ＴＸ３に超音波ｄｘを送信する。この超音波ｄｘを受信した第２仮想線Ｌ２上の送受信機ＴＸ３は、前記一方の送受信機ＴＸ１に超音波ｄｘを送信（返信）する。そして、両送受信機ＴＸ１，ＴＸ３間の往復の超音波の伝搬時間差により、船舶１に対する向かい風成分、追い風成分を検出する。
〈４〉  前記〈２〉の超音波を受信した前記他方の送受信機ＴＸ２は、船舶の送受信部の送受信機ＴＭに超音波ｄ２を送信する。
〈５〉  船舶１の送受信機ＴＭから岸２側の一方の送受信機ＴＸ１への超音波ｄ１の送信時間（前記〈１〉の超音波の送信時間）と、岸２側の他方の送受信機ＴＸ２から船舶の送受信機ＴＭへの超音波ｄ１の送信時間（前記〈４〉の超音波の送信時間）とが等しければ、両送受信機ＴＸ１，ＴＸ２間の中央の点を通る中心線Ｏ上（図１参照）を船舶１が進んでいることになる。そこで、両送信時間が等しくなるように、船舶の駆動部の出力を制御する。また、前記横風成分・向かい風成分・追い風成分が検出された場合は、各成分を打ち消すように、前記駆動部の出力を制御する。
本発明によれば、
（１）  横風があった場合に船舶１の船首が流されることを抑制することができて、船舶１が円滑かつ正確に接岸することができる。
（２）  横風・向かい風・追い風があっても、横風成分・向かい風成分・追い風成分を打ち消すことができるから、超音波を空中を通して送受信することができる。これにより、超音波送受信部に防水構造が不要になり、超音波送受信部の構造を簡素化できるとともに超音波送受信部を小型化することができ、接岸支援システムの製作コストを低減することができる。また、接岸支援システムの設置を簡単化することができる。そして、霧の中などの視界不良時でも本接岸支援システムを使用することができる。
（３）  反射波を使った超音波測距システムでは大きな出力の超音波が必要になるが、本発明の構成によれば、反射波を使わないから、超音波送受信部Ｓ１，Ｓ２の出力を小さくすることができ、さらに、超音波の指向性を絞る必要がなくて、波の影響で測距が中断されることがなく、安定なシステム動作を得ることができる。
以上により、
超音波送受信部の出力を小さくすることができ、システム動作を安定化でき、超音波送受信部の構造を簡素化できるとともに小型化でき、さらに、システムの設置を簡単化できて、製作コストを低減することができる。（請求項１）
【０００７】
本発明において、
前記岸側の三つの送受信機を一体に移動可能に構成してあると、次の作用を奏することができる。（請求項２）
【０００８】
岸側の本システムの設置や移動を簡単に行うことができる。（請求項２）
【０００９】
本発明において、
前記船舶は左右一対の船外機を備え、
前記情報に基づいて、前記左右一対の船外機の出力を異ならせることで、前記船舶の姿勢を制御することを特徴とすると、次の作用を奏することができる。（請求項３）
【００１０】
船舶を円滑かつ正確に接岸させることができる。（請求項３）
【００１１】
本発明において、
前記船舶の後ろ向きの接岸を支援すると、次の作用を奏することができる。（請求項４）
【００１２】
船舶が後ろ向きに接岸する場合、横風によって特に船首が流されやすい。しかしながら、本発明の上記の構成によれば、横風成分を打ち消すことができるから、船舶を後ろ向きに円滑かつ正確に接岸させることができ、後ろ向きの接岸に、より優れた効果を得ることができる。（請求項４）
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、
超音波送受信部の出力を小さくすることができ、システム動作を安定化でき、超音波送受信部の構造を簡素化できるとともに小型化でき、さらに、システムの設置を簡単化できて、製作コストを低減できる接岸支援システムを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】接岸支援システムの模式図
【図２】超音波の送受信タイミングチャート
【図３】接岸支援装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図１に、小型のボート１（船舶に相当）が、接岸予定の岸２に向かって後進している状態を示してある。ボート１は船尾に左右一対の船外機１１を備え、本発明の接岸支援システムに支援されながらに後向きに接岸する。船外機１１にはプロペラ１４を設けてある。
【００１６】
前記岸２には、人力で持ち運び可能な小型の接岸支援装置３を配置してある。図３に示すように、接岸支援装置３は、支持脚３１から上方に延びる支柱３２と、支柱３２に支持された上面視Ｌ字形のセンサ取り付けフレーム３３とを備え、Ｌ字形の支持フレーム３３の一片３４を他片３５よりも長く設定してある。
【００１７】
そして、センサ取り付けフレーム３３の上面に超音波送受信部Ｓ１を設けてある。超音波送受信部Ｓ１は、前記一片３４の長手方向の一端部の上面に取り付けられた第１超音波センサＴＸ１（送受信機に相当）と、前記一片３４の他端部に取り付けられた第２超音波センサＴＸ２（送受信機に相当）と、前記他片３５の長手方向の両端部のうち、前記一片３４から遠い側の一端部に取り付けられた第３超音波センサＴＸ３（送受信機に相当）とから成る。
【００１８】
図３に示すように、前記第１超音波センサＴＸ１の中心と第２超音波センサＴＸ２の中心を結ぶ第１仮想線Ｌ１と、前記第１超音波センサＴＸ１の中心と第３超音波センサＴＸ３の中心を結ぶ第２仮想線Ｌ２とは直交している。本実施形態では、第１超音波センサＴＸ１と第２超音波センサＴＸ２の中心間の距離を１ｍ、第１超音波センサＴＸ１と第３超音波センサＴＸ３の中心間の距離を１０ｃｍに設定してある（数値は一例であり、この数値に限られない）。
【００１９】
さらに、センサ取り付けフレーム３３の他片３５の長手方向中間部に、棒状の支持部材３６を介してＬＥＤランプ３７を立設してある。そして、支柱３２の長手方向中間部に、第１超音波センサＴＸ１と第２超音波センサＴＸ２と第３超音波センサＴＸ３を制御する第１コントローラ３８を設けるとともに、第１コントローラ３８に太陽電池パネル３９を接続してある。この構造に換えて、第１コントローラ３８に蓄電池を接続してあってもよい。また、第１コントローラ３８の本体ケースに温度センサ４０を設けてある。温度センサ４０は後述の風速測定時の温度補正のために設けられている。
【００２０】
前記接岸支援装置３を上記のように構成して、接岸支援装置３のセンサ取り付けフレーム３３に第１超音波センサＴＸ１と第２超音波センサＴＸ２と第３超音波センサＴＸ３を取り付けてあるから、三つの超音波センサＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３を一体に移動させることができる。また、接岸支援装置３を小型化できて、接岸支援装置３の岸２への設置や移動を簡単に行うことができるとともに、接接岸支援装置３の設置場所の選択の自由度を向上させることができる。
【００２１】
［ボート１の構造］
図１に示すように、前記ボート１は、超音波を送受信する超音波送受信部Ｓ２と、ボート１の方位を検出する方位センサ１３とを備えている。ボート１の超音波送受信部Ｓ２には、超音波を送受信する第４超音波センサＴＭ（送受信機に相当）を設けてある。そして、第４超音波センサＴＭが送受信した超音波の情報と、方位センサ１３が検出した方位情報とに基づいて、左右一対の船外機１１を制御する第２コントローラ１２をボート１に設けてある。
【００２２】
［接岸支援システムによるボート１の接岸支援］
接岸支援の前に、上方から見て、接岸支援装置３のセンサ取り付けフレーム３３の第１仮想線Ｌ１（図３参照）が岸２の壁面２Ｇに沿い、第２仮想線Ｌ２が岸２の壁面２Ｇに直交するように接岸支援装置３を岸２に配置しておく。
また、下記の［１］以下において、
（ａ）  超音波の通信には、キャリア（２０ＫＨｚ〜６０ＫＨｚ）にデータを位相変調したものを使用する。
（ｂ）  超音波の受信には周期検波方式を使用し、耐ノイズ性能を向上させる。
（ｃ）  超音波の伝搬時間は、位相変調の位相変化ポイントを使用して測定する。
（ｄ）  ｔ１、ｔ２（図２参照）は決められた時間とする。
【００２３】
［１］  図１，図２に示すように、ボート１側の第４超音波センサＴＭから第１超音波センサＴＸ１に超音波ｄ１を送信する。この超音波ｄ１には、ボート１の識別符号を表すデータ５１を含ませる。
【００２４】
［２］  岸２側の第１コントローラ３８は、前記超音波ｄ１のデータ５１に基づいて、ボート１が入港許可船舶か否かを判断する。そして、第１超音波センサＴＸ１は、超音波ｄ１を受信してからｔ１秒後に超音波ｄ１を第４超音波センサＴＭに送信（返信）する。
この超音波ｄ１には、入港許可・不可の結果を表すデータ５３を含ませる。また、岸２側の接岸支援装置３の故障によりボート１が入港不可の場合、その旨を表すデータ５３も前記超音波ｄ１に含ませる。
ボート１が入港許可船舶であった場合、ＬＥＤランプ３７が入港可をステータス表示する。ＬＥＤランプ３７はシステム作動のステータス表示もする。
【００２５】
［３］  上記［１］において超音波ｄ１を受信した第１超音波センサＴＸ１は、超音波ｄ１を受信してからｔ１秒後に第２超音波センサＴＸ２に超音波ｄｙを送信する。
超音波ｄｙを受信した第２超音波センサＴＸ２は、第１超音波センサＴＸ１に超音波ｄｙを送信（返信）する。第１コントローラ３８は、第１超音波センサＴＸ１と第２超音波センサＴＸ２の間の往復の超音波ｄｙの伝搬時間差により、ボート１に対する横風成分を検出する。
【００２６】
［４］  上記［１］において超音波ｄ１を受信した第１超音波センサＴＸ１は、超音波ｄ１を受信してからｔ１秒後に第３超音波センサＴＸ３に超音波ｄｘを送信する。
超音波ｄｘを受信した第３超音波センサＴＸ３は、第１超音波センサＴＸ１に超音波ｄｘを送信（返信）する。第１コントローラ３８は、第１超音波センサＴＸ１と第３超音波センサＴＸ３の間の往復の超音波ｄｘの伝搬時間差により、ボート１に対する向かい風成分、追い風成分を検出する。
【００２７】
［５］  第１超音波センサＴＸ１が超音波ｄ１を受信してからｔ２秒（ｔ２＞ｔ１）後に、第２超音波センサＴＸ２が第４超音波センサＴＭに超音波ｄ２を送信する。この超音波ｄ２には、横風成分・向かい風成分・追い風成分等の風速データ５７を含ませる。
【００２８】
［６］  ボート１側の第２コントローラ１２は、前記超音波ｄ１，ｄ２の情報に基づいてボート１を次のように制御する。
Ｔｄ１＝（Ｔ１−ｔ１）／２とし（符号については図２参照）、Ｔｄ２＝Ｔ２−ｔ２−Ｔｄ１とした場合、Ｔｄ１＝Ｔｄ２であれば、第１超音波センサＴＸ１と第２超音波センサＴＸ２間の中央の点を通る中心線Ｏ上（図１参照）をボート１が後進していることになる。
また、ボート１が岸２の壁面２Ｇに対して垂直に後進しているか否かは方位センサ１３で確認することができる。
そこで、Ｔｄ１＝Ｔｄ２となり、かつ、ボート１が岸２の壁面２Ｇに対して垂直に後進するように、第２コントローラ１２が左右一対の船外機１１の出力を制御する。そして、前記横風成分・向かい風成分・追い風成分が検出された場合は、各成分を打ち消すように、第２コントローラ１２が左右一対の船外機１１の出力を制御する。
【００２９】
このように、前記接岸支援システムは、ボート１側の第４超音波センサＴＭと、岸２側の三つの超音波センサ（第１超音波センサＴＸ１、第２超音波センサＴＸ２、第３超音波センサＴＸ３）との間、及び、岸２側の三つの超音波センサ同士の間で超音波を送受信して情報を交換することで、ボート１を岸２に向けて誘導する。
【００３０】
本発明によれば、
（１）  横風があった場合にボート１の船首が流されることを抑制することができて、ボート１が後ろ向きに円滑かつ正確に接岸することができる。
（２）  横風・向かい風・追い風があっても、横風成分・向かい風成分・追い風成分を打ち消すことができるから、超音波を空中を通して送受信することができる。これにより、超音波送受信部Ｓ１，Ｓ２に防水構造が不要になり、超音波送受信部Ｓ１，Ｓ２を小型化することができるとともに、接岸支援システムの製作コストを低減することができる。また、接岸支援システムの設置を簡単化することができる。そして、霧の中などの視界不良時でも本接岸支援システムを使用することができる。
（３）  超音波送受信部Ｓ１，Ｓ２の出力を小さくすることができ、さらに、超音波の指向性を絞る必要がなくて、波の影響で測距が中断されることがなく、安定なシステム動作を得ることができる。
（４）  反射波を使った超音波測距システムでは大きな出力の超音波が必要になるが、本発明の構成によれば、小さな出力の超音波で済む。
（５）  位相変調と同期検波方式の組み合わせによってノイズの影響を受けにくい接岸支援システムとすることができる。
（６）  全体的に省電力化でき、蓄電池や太陽電池パネル３９で接岸支援システムを駆動できるので、本システムを軽量化・小型化でき、設置場所の選択の自由度を向上させることができる。
（７）  超音波によりデータを送ることが可能であり、ボート１の識別符号やボート１側・岸２側の接岸支援システムの故障情報を送ることができるから、近くに同様のシステムがあっても、混信が起きにくくすることができる。
（８）  １サイクルの通信時間を短くすることができ、繰り返し時間を短くすることができて、ボート１の制御性を向上させることができる。
（９）  受信ステータスのボート１への送信と風速データの送信とを兼ねているので、センサを削減することができると共に１サイクルの時間を短くすることができる。
（１０）  風速の測定は通常はボート１側と岸２側で双方向の通信を行うが、１方向通信と温度センサ４０の組み合わせにより１サイクル時間を短くすることができる。
【００３１】
［別実施形態］
（１）  船舶にスラスターがある場合は、前記超音波の情報に基づいて、スラスターを制御することもできる。
（２）  前記接岸支援装置３を折り畳んで持ち運び可能な構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１        船舶（ボート）
２        岸
２Ｇ      岸の壁面
１１      船外機
Ｌ１      第１仮想線
Ｌ２      第２仮想線
Ｓ１      超音波送受信部（岸側の超音波送受信部）
Ｓ２      超音波送受信部（船舶側の超音波送受信部）
ＴＭ      船舶側の送受信機
ＴＸ１    第１仮想線上に位置する送受信機（第１超音波センサ）
ＴＸ２    第１仮想線上に位置する送受信機（第２超音波センサ）
ＴＸ３    第２仮想線上に位置する一つの送受信機（第３超音波センサ）
【図１】
0006447387.tif 000002
【図２】
0006447387.tif 000003
【図３】
0006447387.tif 000004