(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自移動体の進行方向を取得する進行方向取得部と、
前記進行方向取得部により取得した前記進行方向に対して平行なルートである平行ルートを生成する平行ルート生成部と、
前記平行ルート生成部が生成した平行ルートを自移動体の航行ルートに設定する航行ルート設定部と、
自移動体と前記平行ルートとの間の距離を設定する距離設定部と、
前記進行方向に対する前記平行ルートの配置が当該進行方向に対して右側であるか左側であるかを設定する配置設定部と、
を備え、
前記平行ルート生成部は、前記距離及び前記平行ルートの配置に基づいて１本の前記平行ルートを生成することを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の航行ルート生成装置であって、
前記進行方向は、自移動体の現在の進行方向であることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の航行ルート生成装置であって、
自移動体位置を取得する自移動体位置取得部を備え、
前記進行方向取得部が取得する方向は、直近のウェイポイントに対する前記自移動体位置取得部で取得した前記自移動体位置に基づく前記進行方向であることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の航行ルート生成装置であって、
前記進行方向取得部が取得する方向は、航路計画に基づいて設定されたルート上の任意の地点における進行方向であることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の航行ルート生成装置であって、
前記進行方向に対して右側又は左側に外れた任意の地点を設定する地点設定部を備え、
前記平行ルート生成部は、当該地点を含む前記平行ルートを生成することを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載の航行ルート生成装置であって、
前記平行ルート生成部により生成された平行ルートを表示する表示部を備えることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載の航行ルート生成装置であって、
前記進行方向上の線上に存在する障害物を検出する障害物検出部と、
前記障害物検出部により障害物が検出されたときにユーザに通知を行う通知部と、
を備えることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の航行ルート生成装置であって、
前記通知部は、前記障害物検出部により検出した前記障害物を回避する前記平行ルートの候補を通知することを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項９】
請求項１から８までの何れか一項に記載の航行ルート生成装置であって、
前記平行ルートから、当該平行ルートを生成する前に進行していた方向線上のルートに戻す指示が可能な平行ルート解除部を備えることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の航行ルート生成装置であって、
前記平行ルート解除部は、自移動体が前記平行ルートに沿って所定時間だけ航行したこと、自移動体が前記平行ルートに沿って所定距離だけ航行したこと、及び、自移動体が前記平行ルート上で指定されたポイントに到達したこと、のうち少なくとも何れかの条件を満たした場合に、前記平行ルートから、当該平行ルートを生成する前に進行していた方向線上のルートに自動的に戻す指示ができることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項１１】
請求項１から１０までの何れか一項に記載の航行ルート生成装置であって、
自移動体の位置から前記平行ルートに自移動体が到達するまでの、遷移ルート、遷移時の速度、遷移時間、及び転舵角度のうち少なくとも１つを含むルート遷移パラメータを設定できるルート遷移設定部を備えることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の航行ルート生成装置であって、
前記ルート遷移設定部は、前記ルート遷移パラメータに関する設定値の組合せに関して、複数のプリセット設定からユーザに選択させるように構成されていることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項１３】
請求項６に記載の航行ルート生成装置であって、
自移動体の現在の進行方向を示す線図を前記表示部に表示する線図表示部と、
前記表示部に表示される前記線図を平行移動させる線図移動部と、
を備え、
前記平行ルート生成部は、前記移動した線図上、又は当該線図の延長線上に前記平行ルートを生成することを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の航行ルート生成装置であって、
タッチ操作を検出するタッチパネルを備え、
前記線図移動部は、前記タッチ操作に応じて平行移動させることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の航行ルート生成装置であって、
回転した量を検出するダイヤル式入力部を備え、
前記線図移動部は、前記回転した量に応じて平行移動させることを特徴とする航行ルート生成装置。
【請求項１６】
請求項１から１５までの何れか一項に記載の航行ルート生成装置と、
自移動体の操舵を自動的に行う自動操舵装置と、
を備え、
前記自動操舵装置は、前記航行ルート生成装置により生成された前記平行ルートに応じて操舵を行うことを特徴とする自動操舵システム。
【請求項１７】
演算部を備える制御部が、自移動体の進行方向を取得する進行方向取得工程と、
前記制御部が、前記進行方向取得工程で取得した前記進行方向に対して平行なルートを生成する平行ルート生成工程と、
前記制御部が、前記平行ルート生成工程で生成した平行ルートを自移動体の航行ルートに設定する航行ルート設定工程と、
前記制御部が、自移動体と前記平行ルートとの間の距離を設定する第１工程と、
前記制御部が、前記進行方向に対する前記平行ルートの配置が当該進行方向に対して右側であるか左側であるかを設定する第２工程と、
を含み、
前記平行ルート生成工程では、前記制御部が、前記距離及び前記平行ルートの配置に基づいて１本の前記平行ルートを生成することを特徴とする航行ルート生成方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の航行ルート生成方法であって、
前記制御部が自移動体位置を取得する自移動体位置取得工程を含み、
前記進行方向取得工程で取得する方向は、直近のウェイポイントに対する前記自移動体位置取得工程で取得した前記自移動体位置に基づく前記進行方向であることを特徴とする航行ルート生成方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の航行ルート生成方法であって
前記進行方向取得工程で取得する方向は、航路計画に基づいて設定されたルート上の任意の地点における進行方向であることを特徴とする航行ルート生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、移動体の航行を指示するためにユーザによって操作される航行ルート生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、船舶において、ユーザに指定された目的地又は針路に基づいて自動で舵取りを行う自動操舵システムが知られている。当該自動操舵システムの例としては、設定された目的地に向かうように船首方位を補正しながら、目的地へ航行する航法制御を行うものや、ユーザに設定された針路を常に一致するように自動的に舵取りを行う保針制御を行うもの等を挙げることができる。
【０００３】
特許文献１は、航法装置とオートパイロット装置から構成された自動航行システムを開示する。特許文献１においては、例えばロランＣなどの航法装置に、目的地の位置を緯度、経度データなどにより登録することによって、現在地からその目的地まで仮想コースを設定し、その後、自船位置が仮想コースからどれだけずれているか（コースずれ量）を求める手段を設けている。一方、オートパイロット装置に、上記の航法装置から目的地方位データ及びコースずれ量データを受け取り、その目的地方位を設定針路とするとともに、コースずれデータで針路補正を行い、設定コース上を船が航行するように操舵する、航法援助操舵モードを持たせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のように船舶を自動航行させる場合において、自船を、現在の航行ルートから一時的にズレて航行させたいときがある。例えば図６に示すように、狭い通路（狭水路や、橋脚の間）を通過する場合において、自船が実際に進行しているルート（進行方向線上のルート、以下に現行ルートと称する）が、操船者が意図したルートと何らかの理由で異なっており、岸壁や橋脚に接近し過ぎる可能性がある場合、自船のルートを調整しなければならない。また、図７に示すように、操船者が意図したルートどおりに自船が航行していても、例えば他船が正面に現れた場合には、当該他船と適切な距離を確保しながらすれ違うために、やはり自船のルートを調整する必要がある。
【０００６】
上記のような場合に船舶の進行すべき新しい航行ルートをどのように決定するかは様々に考えられるが、その方法の１つとして、現在進行している航行ルートから平行にズラすように新しいルートを定めることが考えられる。この手法は、新しいルートと当初のルートとの関係が直感的に理解し易く、当初の航行計画にも影響を与えにくい点で好適である。
【０００７】
しかしながら、従来の自動航行システムにおいて自船を当初のルートから平行にズラして航行させたい場合、以下のように煩雑な操作が必要となっていた。
【０００８】
即ち、航法制御による自動航行時に自船の航行ルートを平行にズラしたい場合は、航行ルート生成装置であるプロッタ等を用いて、少なくとも２つ以上の新たな目的地を設定する必要がある。即ち、図８に示すように、現行ルートから平行にズレた新ルート上にあるＤ１とＤ２の２つの地点を中間的な目的地として設定し、自船が地点Ｄ１、地点Ｄ２を順に経由してから当初の目的地へ到達するようにルートを再設定して自動操舵させる必要がある。このように、単に航行ルートをズラすだけのために、ユーザは煩雑な操作を行わなければならなかった。
【０００９】
保針制御による自動航行時に自船の航行ルートを平行にズラしたい場合は、図９に示すように、Ｐ１とＰ２の２つの地点で、自船の針路を変更する指示が必要である。具体的に説明すると、ユーザが地点Ｐ１で針路変更の指示を出した後、自船位置をモニタし続け、自船が現行ルートから平行にズレた新ルートに概ね達した時点（地点Ｐ２に到達した時点）で、自船の針路を元に戻すように指示する。つまり、自船を新ルートに移動させる場合、自船が図７に示す地点Ｐ１から地点Ｐ２まで航行する間、ユーザが集中して自船位置をモニタし続ける必要があり、やはりユーザに大きな負担が掛かっていた。
【００１０】
特許文献１に開示する自動航行システムにおいて、自船の航行ルートを平行にズラしたい場合、先ず、ユーザが自船を現在位置から目標とする新ルートへ航行するように自船の目標方位を変更する。すると、自動航行システムは、ユーザに設定された目標方位に基づいて航行する仮想ルートを設定し、当該仮想ルートに沿って航行する。目標とする新ルートに自船が到達したら、ユーザは、新ルート上の先の一点へ航行するように、自船の目標方位を再び変更する。その後、自動航行システムが、新たな目標方位に基づいて、自船の仮想ルートを設定する。このように、自船の航行ルートを平行にズラしたい場合、特許文献１の自動航行システムにおいては、２回自船の目標方位を変更する必要があるとともに、目標とする新ルートに到達しているかどうかを監視する必要があり、ユーザに大きな負担が掛かってしまう。
【００１１】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、予め設定された目的地又は針路を変更することなく、容易に自移動体を現在の進行方向上の線から平行にズレて航行させることができる航行ルート生成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１３】
本発明の第１の観点によれば、以下の構成の航行ルート生成装置が提供される。即ち、この航行ルート生成装置は、進行方向取得部と、平行ルート生成部と、航行ルート設定部と、距離設定部と、配置設定部と、を備える。前記進行方向取得部は、自移動体の進行方向を取得する。前記平行ルート生成部は、前記進行方向取得部により取得した前記進行方向に対して平行なルートである平行ルートを生成する。前記航行ルート設定部は、前記平行ルート生成部が生成した平行ルートを自移動体の航行ルートに設定する。前記距離設定部は、自移動体と前記平行ルートとの間の距離を設定する。前記配置設定部は、前記進行方向に対する前記平行ルートの配置が当該進行方向に対して右側であるか左側であるかを設定する。前記平行ルート生成部は、前記距離及び前記平行ルートの配置に基づいて１本の前記平行ルートを生成する。
【００１４】
これにより、自移動体の現在の進行方向に平行する新ルートを容易に指示することができる。従って、必要な場合に、自移動体の航行ルートを、進行方向と平行する新ルートに機動的かつ容易に変更させることができる。また、自移動体に対する距離及びズレ方向（右側又は左側）を指定する簡単な操作で、ユーザが希望する新ルートを指示することができる。
【００１５】
前記の航行ルート生成装置においては、前記進行方向は、自移動体の現在の進行方向であることが好ましい。
【００１６】
これにより、自移動体の現在の進行方向と平行する新ルートを容易に生成することができる。
【００１７】
前記の航行ルート生成装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この航行ルート生成装置は、自移動体位置取得部を備える。前記自移動体位置取得部は、自移動体位置を取得する。前記進行方向取得部が取得する方向は、直近のウェイポイントに対する前記自移動体位置に基づく前記進行方向である。
【００１８】
これにより、設定された自移動体の進行方向に基づいて、平行ルートを適切に定めることができる。
【００１９】
前記の航行ルート生成装置においては、前記進行方向取得部が取得する方向は、航路計画に基づいて設定されたルート上の任意の地点における進行方向であることが好ましい。
【００２０】
これにより、航路計画に従って設定されたルートに基づいて、平行ルートを適切に定めることができる。
【００２５】
前記の航行ルート生成装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この航行ルート生成装置は、前記進行方向に対して右側又は左側に外れた任意の地点を設定する地点設定部を備える。前記平行ルート生成部は、当該地点を含む前記平行ルートを生成する。
【００２６】
これにより、新ルートに含まれる１つの地点を指定するだけの直感的な操作で、ユーザが希望する新ルートを簡単に指示することができる。
【００２７】
前記の航行ルート生成装置においては、前記平行ルート生成部により生成された平行ルートを表示する表示部を備えることが好ましい。
【００２８】
これにより、自移動体の航行ルートの変化をユーザが適切に確認することができる。
【００２９】
前記の航行ルート生成装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この航行ルート生成装置は、障害物検出部と、通知部と、を備える。前記障害物検出部は、前記進行方向上の線上に存在する障害物を検出する。前記通知部は、前記障害物検出部により障害物が検出されたときにユーザに通知を行う。
【００３０】
これにより、障害物との衝突の可能性が高い場合にユーザに知らせることで、航行ルートの新ルートへの変更を含む回避操作を促すことができる。
【００３１】
前記の航行ルート生成装置において、前記通知部は、前記障害物検出部により検出した前記障害物を回避する前記平行ルートの候補を通知することが好ましい。
【００３２】
これにより、障害物を回避するための平行ルートを簡単に生成することができる。
【００３３】
前記の航行ルート生成装置においては、前記平行ルートから、当該平行ルートを生成する前に進行していた方向線上のルートに戻す指示が可能な平行ルート解除部を備えることが好ましい。
【００３４】
これにより、新ルートから元のルートへ戻す操作も簡単に行うことができるので、航行ルートの一時的な変更を機動的に行うことができる。
前記の航行ルート生成装置において、前記平行ルート解除部は、自移動体が前記平行ルートに沿って所定時間だけ航行したこと、自移動体が前記平行ルートに沿って所定距離だけ航行したこと、及び、自移動体が前記平行ルート上で指定されたポイントに到達したこと、のうち少なくとも何れかの条件を満たした場合に、前記平行ルートから、当該平行ルートを生成する前に進行していた方向線上のルートに自動的に戻す指示ができることが好ましい。
これにより、ユーザの監視負担を増加させることなく、適切なタイミングで自船を元の航行ルートへ戻して航行を継続することができる。
【００３５】
前記の航行ルート生成装置においては、自移動体の位置から前記平行ルートに自移動体が到達するまでの、遷移ルート、遷移時の速度、遷移時間、及び転舵角度のうち少なくとも１つを含むルート遷移パラメータを設定できるルート遷移設定部を備えることが好ましい。
【００３６】
これにより、自移動体の現在の位置及び周囲の状況等に基づいて、最適な移動速度と転舵角度、又はルートを容易に設定することができる。従って、自移動体の航行ルートを新ルートへ適切に遷移させることができる。
前記の航行ルート生成装置において、前記ルート遷移設定部は、前記ルート遷移パラメータに関する設定値の組合せに関して、複数のプリセット設定からユーザに選択させるように構成されていることが好ましい。
これにより、一層簡便な操作性を実現することができる。
【００３７】
前記の航行ルート生成装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この航行ルート生成装置は、線図表示部と、線図移動部と、を備える。前記線図表示部は、自移動体の現在の進行方向を示す線図を前記表示部に表示する。前記線図移動部は、前記表示部に表示される前記線図を平行移動させる。前記平行ルート生成部は、前記移動した線図上、又は当該線図の延長線上に前記平行ルートを生成する。
【００３８】
これにより、ユーザは、線図を平行移動させる直感的な操作により、新ルートを指示することができる。
【００３９】
前記の航行ルート生成装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この航行ルート生成装置は、タッチ操作を検出するタッチパネルを備える。前記線図移動部は、前記タッチ操作に応じて平行移動させる。
【００４０】
これにより、より直感的な操作を実現できる。
【００４１】
前記の航行ルート生成装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この航行ルート生成装置は、回転した量を検出するダイヤル式入力部を備える。前記線図移動部は、前記回転した量に応じて平行移動させる。
【００４２】
これにより、ダイヤル式入力部を介して平行移動を好適に行うことができる。
【００４３】
本発明の第２の観点によれば、以下の構成の自動操舵システムが提供される。即ち、この自動操舵システムは、前記の航行ルート生成装置と、自移動体の操舵を自動的に行う自動操舵装置と、を備える。前記自動操舵装置は、前記航行ルート生成装置により生成された前記平行ルートに応じて操舵を行う。
【００４４】
これにより、航行ルートを平行にズラすことが容易な自動操舵システムを提供することができる。
【００４５】
本発明の第３の観点によれば、以下の構成の航行ルート生成方法が提供される。即ち、この航行ルート生成方法は、進行方向取得工程と、平行ルート生成工程と、航行ルート設定工程と、第１工程と、第２工程と、を含む。前記進行方向取得工程では、演算部を備える制御部が、自移動体の進行方向を取得する。前記平行ルート生成工程では、前記進行方向取得工程で取得した前記進行方向に対して平行なルートを生成する。前記航行ルート設定工程では、前記制御部が、前記平行ルート生成工程で生成した平行ルートを自移動体の航行ルートに設定する。前記第１工程では、前記制御部が、自移動体と前記平行ルートとの間の距離を設定する。前記第２工程では、前記制御部が、前記進行方向に対する前記平行ルートの配置が当該進行方向に対して右側であるか左側であるかを設定する。前記平行ルート生成工程では、前記制御部が、前記距離及び前記平行ルートの配置に基づいて１本の前記平行ルートを生成する。
【００４６】
これにより、自移動体の現在の進行方向に平行する新ルートを容易に指示することができる。従って、必要な場合に、自移動体の航行ルートを、進行方向と平行する新ルートに機動的かつ容易に変更させることができる。また、自移動体に対する距離及びズレ方向（右側又は左側）を指定する簡単な操作で、ユーザが希望する新ルートを指示することができる。
【００４７】
前記の航行ルート生成方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、この航行ルート生成方法は、前記制御部が自移動体位置を取得する自移動体位置取得工程を含む。前記進行方向取得工程で取得する方向は、直近のウェイポイントに対する前記自移動体位置に基づく前記進行方向である。
【００４８】
これにより、設定された自移動体の進行方向に基づいて、平行ルートを適切に定めることができる。
【００４９】
前記の航行ルート生成方法において、前記進行方向取得工程で取得する方向は、航路計画に基づいて設定されたルート上の任意の地点における進行方向であることが好ましい。
【００５０】
これにより、航路計画に従って設定されたルートに基づいて、平行ルートを適切に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロッタ及び自動操舵システムの構成を示すブロック図。
【図２】自船の航行ルートをズラすためにズレ方向及びズレ距離をウインドウで指定する操作の例を説明する図。
【図３】ズレ方向及びズレ距離を点で指定する操作の例を説明する図。
【図４】自船が現行ルートから新ルートへ遷移する遷移ルートの３つの例を示す図。
【図５】自船が航行ルートをズラして新ルートに遷移し、再び元のルートに戻る場合を説明する図。
【図６】船舶の航行中のルート移動が必要な場合の例を示す図。
【図７】船舶の航行中のルート移動が必要な場合の他の例を示す図。
【図８】航法制御による自動航行を行う船舶において、航行ルートを平行にズラしたい場合の従来の操作を説明する図。
【図９】保針制御による自動航行を行う船舶において、航行ルートを平行にズラしたい場合の従来の操作を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプロッタ装置１０及び自動操舵システム１００の構成を示すブロック図である。
【００５３】
本実施形態に係るプロッタ装置（航行ルート生成装置）１０は、船舶（移動体）に搭載され、自船の位置を取得して航跡をプロットして表示できる装置である。このプロッタ装置１０、船舶が備える運転部（例えば操舵席）に設置されている。ユーザ（操船者、操作者）は、自船の航行に関する指示を、当該プロッタ装置１０を操作することで行うことができる。例えば、ユーザは、プロッタ装置１０を操作することにより、予定している自船の航行ルート／針路に従って、後述の自動操舵装置１１を用いた自動航行を指示することができる。
【００５４】
本実施形態の自動操舵システム１００は、プロッタ装置１０及び自動操舵装置１１を含んで構成されている。以下、自動操舵システム１００の構成について説明する。
【００５５】
自動操舵システム１００は、図１に示すように、上記のプロッタ装置１０と、自動操舵装置１１と、ＧＰＳ受信機１２と、方位センサ１３と、レーダ装置１４と、を備える。これらの装置群は、例えば船内ＬＡＮ等の適宜のネットワークを介して接続されており、各種のデータを相互にやり取りすることができる。
【００５６】
自動操舵装置１１は、詳細な説明は省略するが、船舶の舵を駆動するためのシリンダ、当該シリンダに作動油を供給するためのポンプ、作動油の流れを切り換えるためのバルブ、バルブの開閉を制御するバルブ制御部、及び、舵角を検出するセンサ等を備えて構成されている。自動操舵装置１１は、ＧＰＳ受信機１２及び方位センサ１３から入力された自船の位置及び船首方位の情報に基づいて上記のバルブの開閉等を制御することで、プロッタ装置１０により設定された航行ルート又は針路に従って自船を航行させるように、舵の操作を自動的に行うことができる。
【００５７】
ＧＰＳ受信機１２は、図略のＧＰＳアンテナから測位信号を受信して自船の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機１２が検出した自船の位置の情報は、プロッタ装置１０及び自動操舵装置１１に出力される。
【００５８】
方位センサ１３は、自船に固定された複数のＧＰＳアンテナを備えるサテライトコンパスとして構成されており、それぞれのＧＰＳアンテナにて検出した自船の位置の相対的な関係から自船の船首方位を測定することができる。方位センサ１３が検出した船首方位の情報は、プロッタ装置１０及び自動操舵装置１１に送信される。なお、方位センサ１３としては、上記の構成以外にも、例えば磁気方位センサやジャイロコンパス等を用いることができる。
【００５９】
レーダ装置１４は、図略のレーダアンテナを介して電波を送受信することにより、自船周囲の物標の様子を示すレーダ映像を生成することができる。レーダ装置１４が生成したレーダ映像は、プロッタ装置１０に出力される。
【００６０】
プロッタ装置１０は、主に、操作部（入力部）３と、ディスプレイ（表示部、通知部）７と、ブザー（通知部）８と、制御部２と、を備える。
【００６１】
操作部３は、例えばキー、スイッチ、ポインティングデバイス、タッチパネル、ダイヤル式入力部等から構成されている。この操作部３をユーザが操作することにより、各種の指示をプロッタ装置１０（制御部２）に入力することができる。
【００６２】
ディスプレイ７は、例えば液晶パネルとして構成されており、制御部２の制御に従って、各種の情報をグラフィカルに表示することができる。例えば、ディスプレイ７には、記憶部２２に記憶された電子海図が表示されるとともに、この電子海図に重畳する形で、自船の現在位置、事前に設定された予定ルート、及び、今までの自船の航跡等が表示される。ユーザは、このような画面表示を見ることで、自船の現在の位置や今後のルート等を明確に把握することができる。
【００６３】
ブザー８は、注意すべき各種の状況（例えば、事前に設定した予定ルートから自船の位置が何らかの原因で大きく外れてしまっている状況）が検出された場合に、制御部２からの信号に従って音を鳴らすように構成されている。これにより、ユーザの注意を適切に喚起することができる。
【００６４】
制御部２は、ＣＰＵからなる演算部２１と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなる記憶部２２と、を備える。また、記憶部２２を構成するＲＯＭには、チャート表示プログラム、ルート設定プログラム、自動航行プログラム、ルート変更プログラム等を含む各種のプログラムが記憶されている。
【００６５】
本実施形態のプロッタ装置１０においては、以上に説明したハードウェア及びソフトウェアの協働により、制御部２を、進行方向設定部３０、自船位置取得部（位置取得部）３３、方位取得部３４、自動操舵指令部３５、障害物検出部３６、現行ルート取得部（進行方向取得部）４０、平行ルート生成部３７、航行ルート設定部４７、平行ルート解除部３８、ルート変更制御部３９等として動作させることができる。
【００６６】
なお、制御部２が備える記憶部２２には、上記のプログラムのほかにも、電子海図のデータ、及び、ユーザが設定した各種パラメータ等を記憶させることができる。
【００６７】
進行方向設定部３０は、ルート設定部３１と、針路設定部３２と、を備え、ユーザの操作により、自船の進行方向を設定することができる。
【００６８】
ルート設定部３１は、自船をある地点から別の地点に航行させるためのルート（以下、予定ルートと呼ぶことがある）を、ユーザに設定させる機能を有している。即ち、ユーザが、ルート設定部３１を介して、航行計画に基づく予定ルートを設定することができる。本実施形態のプロッタ装置１０では、この予定ルートをグラフィカルに設定することができる。具体的には、ユーザは、ディスプレイ７に電子海図や自船の現在位置を表示させた状態で、操作部３を操作して、船舶の（最終）目的地である地点と、それまでに船舶が経由すべき地点とを、電子海図上に点（ウェイポイント）を登録することで指定する。これにより、予定ルートは、ユーザが指定した当該地点を結ぶようにして設定される。設定された予定ルートは、記憶部２２に記憶される。
【００６９】
そして、ユーザが操作部３を適宜操作して、上記の予定ルートに基づく自動操舵を指示することにより、当該予定ルートに沿って自船が最終目的地に到達するように自動航行させることができる（上述の航法制御）。
【００７０】
針路設定部３２は、自船が向くべき針路（方位）をユーザに設定させる機能を有している。この針路（以下、予定針路と呼ぶことがある）も上記と同様に、ディスプレイ７に電子海図や自船の現在位置を表示させた状態で、ユーザが操作部３を操作して電子海図上の点を指示することで、グラフィカルに指定することができる。設定された予定針路は、記憶部２２に記憶される。
【００７１】
そして、ユーザが操作部３を適宜操作して、上記の予定針路に基づく自動操舵を指示することにより、自船の針路が当該予定針路と一致する状態を保持するように自動航行させることができる（上述の保針制御）。
【００７２】
自船位置取得部３３は、ＧＰＳ受信機１２から入力された自船の位置の情報を解析することで、自船の位置を取得する。
【００７３】
方位取得部３４は、方位センサ１３から入力された船首方位の情報を解析することで、自船の船首方位を取得する。
【００７４】
自動操舵指令部３５は、ユーザからの指示に基づいて、ルート設定部３１で設定された予定ルート、又は、針路設定部３２で設定された針路に基づいて、自動操舵装置１１に適宜の操舵指令を出力して自動操舵を行わせる。これにより、上記の航法制御又は保針制御に基づく自動航行を行わせることができる。
【００７５】
障害物検出部３６は、レーダ装置１４から得られたレーダ映像を解析することにより、自船が将来衝突する可能性がある障害物があるか否かを判定する。この判定は、例えば、ユーザにより設定された自船の予定ルート上に物標が検出されているか否か、又は、設定された予定針路の向きに現在の自船位置から引いたルート上に物標が検出されているか否かに基づいて行われる。
【００７６】
本実施形態の制御部２は、自船が衝突する可能性がある障害物があると障害物検出部３６によって判定された場合、ブザー８を鳴らすように制御し、後述のルートズラしを含めた回避操作をユーザが行うように促す。これにより、ユーザは一層適切な操船を行うことができる。
【００７７】
現行ルート取得部４０は、後述する何れかの方法により、後述のルートズラしの基準となる自船の現行ルート（更に言えば、自船の進行方向）を取得する。
【００７８】
平行ルート生成部３７は、上記の自動航行が行われているときに、現在航行しているルート（現行ルート）から平行にズラしたルート（新ルート、第２ルート）で自船を航行させる指示をユーザが行うのを支援するために、必要に応じて平行ルートを生成する機能を有している。この機能を実現するために、平行ルート生成部３７は、オフセット指示部４１と、平行移動計算部４４と、を備える。
【００７９】
上記の平行移動計算部４４は、オフセット指示部４１を介したユーザの指示に基づき、現行ルートを平行にズラす（オフセットする）ようにして新ルートを計算（生成）する。
【００８０】
ここで、この計算の基準となる現行ルートとは、現行ルート取得部４０によって取得されるものであり、自船が現在航行しているルートを意味するものである。これを定める具体的な方法は以下のように様々に考えられ、適宜の方法を採用することができる。
【００８１】
具体的には、ルート設定部３１で予定ルートを設定して自動航行を行っていた場合（航法制御の場合）においては、現行ルートを定める方法として、例えば以下の３つが考えられる。１つ目は、ルート設定部３１で設定した予定ルートをそのまま上記の現行ルートとして用いる方法である。２つ目は、ユーザが操作をした時点で取得されている自船の実際の位置を通過し、かつ、前記予定ルートと同じ向きを向くルートを、現行ルートとして用いる方法である。３つ目は、予定ルートとは関係なく、ユーザが操作をした時点で取得されている自船の実際の位置と、過去に取得された自船の実際の位置と、により自船の直近の通過ルートを求め、この通過ルートを適宜延長させたものを現行ルートとして用いる方法である。
【００８２】
また、針路設定部３２で予定針路を設定して自動航行を行っていた場合（保針制御の場合）においては、現行ルートを定める方法として、例えば以下の２つが考えられる。１つ目は、ユーザが操作をした時点で取得されている自船の実際の位置を通過し、かつ、前記予定針路を向くルートを、現行ルートとして用いる方法である。２つ目は、予定針路とは関係なく、ユーザが操作をした時点で取得されている自船の実際の位置と、過去に取得された自船の実際の位置と、により自船の直近の通過ルートを求め、この通過ルートを適宜延長させたものを現行ルートとして用いる方法である。
【００８３】
従って、現行ルート取得部４０は、ルート設定部３１、針路設定部３２、自船位置取得部３３の少なくとも何れかから、上記の現行ルートを取得することができる。平行ルート生成部３７は、こうして得られた現行ルート（自船の進行方向）に基づき、新ルートを計算する。
【００８４】
ユーザは、自動航行を行わせている場合において自船のルートを平行にズラしたくなったときは、プロッタ装置１０の操作部３を操作して、例えば、ディスプレイ７に表示されるメニューから「ルートズラし」を指示する。すると、制御部２は、電子海図に重畳させる形で、自船の位置と、上記の現行ルートと、を表示するとともに、ユーザに、現行ルートからどの方向にどれだけズレたルートを航行させたいか（言い換えれば、新ルートを現行ルートからどの方向にどれだけオフセットするか）を指定させる。
【００８５】
この機能を実現するために、オフセット指示部４１は、方向指示部（配置設定部）４２と、距離指示部（距離設定部）４３と、を備える。方向指示部４２は、ユーザに、新ルートを現行ルートから右にズラすか左にズラすか（即ち、ズレ方向）を指定させる。距離指示部４３は、ユーザに、新しいルートを自船の現在位置（若しくは自船の現行ルート）からどれくらいの距離だけズラすか（即ち、ズレ距離）を指定させる。
【００８６】
オフセット指示部４１によってズレ方向及びズレ距離をユーザにどのように具体的に指示させるかについては、様々な方法が考えられる。例えば図２に示すように、ズレ方向を右と左から選択させるとともに、ズレ距離を数値で指定させるウインドウ５１をディスプレイ７に表示させて、ユーザが操作部３を適宜操作することで指示させるようにしても良い。
【００８７】
また、より直感的なルートズラしの指示を実現するために、オフセット指示部４１は平行ルート位置指定部４６を備える。この平行ルート位置指定部４６は、図３に示すように、電子海図に重畳させる形で、自船の位置と、上記の現行ルート１０１と、を表示させた状態で、現行ルート１０１から外れた所望の地点をユーザがカーソル５２で指示することで、新ルート１０２のズレ方向とズレ距離を同時に指示できるように構成されている。
【００８８】
ただし、所望の地点をユーザがカーソル５２で指示する代わりに、自船の現行ルート１０１を示す線図（例えば、図３において現行ルート１０１と同じ向きに自船から延びる直線）をディスプレイ７に表示させ、この線図を、操作部３であるポインティングデバイスによりドラッグ操作することで平行移動させ、これにより、新ルート１０２のズレ方向とズレ距離を同時に指示するように構成しても良い。上記の構成は、平行ルート生成部３７（オフセット指示部４１）が、上記のように線図をディスプレイ７に表示する線図表示部と、ディスプレイ７に表示される線図を平行移動させる平行移動部と、を備え（何れも図略）、当該平行ルート生成部３７が、平行移動後の線図上、又はその延長線上に平行ルートを生成するようにすることで実現することができる。なお、上記の平行移動は、タッチパネルのドラッグ操作により行うようにしても良いし、ダイヤル式入力部を右や左に回すことで行うようにしても良い。以上により、ユーザは、新ルート１０２の指示をより直感的に行うことができる。
【００８９】
また、ズレ方向及びズレ距離をユーザが指示する際に、電子海図に加えて、レーダ装置１４で取得されたレーダ映像を重ねて表示させるように構成しても良い。この場合、ユーザは、レーダ装置１４で検出された物標や障害物の大きさや方位を参考にしながら、新ルート１０２のズレ方向及びズレ距離を的確に指示することができる。
【００９０】
また、ユーザが手動で平行ルートを指示することに限定せず、本実施形態のプロッタ装置１０は、１又は複数の平行ルートの候補を計算してディスプレイ７に表示し、当該候補をユーザが選択することで平行ルートを設定できるように構成されてもよい。このような平行ルート設定補助機能により、より簡便な操船が可能になる。
【００９１】
平行ルートの候補は、例えば以下のようにして、障害物を回避できるように設定されることが好ましい。即ち、障害物検出部３６により自船の現行ルートに障害物を検出した場合、制御部２は、ブザー８を鳴らすとともに、自船位置取得部３３から取得した自船位置及び障害物の存在位置に基づいて、検出された当該障害物を回避できる平行ルートの候補をディスプレイ７に表示することでユーザに通知する。
【００９２】
平行移動計算部４４は、オフセット指示部４１で指示されたズレ方向及びズレ距離に基づいて、現行ルート１０１を平行移動させる計算を行うことで、新ルート１０２を計算する。なお、具体的な計算方法の説明は省略するが、新ルート１０２の計算は公知の幾何学的関係により行うことができる。
【００９３】
また、平行ルート生成部３７は、船舶を新ルート１０２にどのように向かわせるかを指示することが可能なルート遷移設定部４５を備える。ルート遷移設定部４５は、自船を現在位置（現行ルート１０１）から新ルート１０２へどのような経路で遷移させるか（遷移ルート）や、遷移時の船速等をユーザに指示させることができる。これにより、乗り心地を優先して緩やかに遷移したい場合、障害物の回避のために緊急に遷移したい場合等、状況に応じた適切な遷移ルート及び船速で、船舶を新しいルートに移行させることができる。なお、図４には、緩やかな遷移ルート１０３、急な遷移ルート１０５、及び、中間的な遷移ルート１０４の例が示されている。
【００９４】
なお、ルート遷移設定部４５においては、上記のように遷移ルートを設定する代わりに、ルート遷移時の転舵角度等を設定するように構成しても良い。また、遷移時の船速を設定する代わりに、新ルート１０２への遷移を完了させたい時間を設定しても良い。
【００９５】
また、ルート遷移設定部４５においては、遷移ルートや遷移時の船速等の設定値の組み合わせが、予め複数プリセットされており、ユーザは当該複数のプリセット設定から１つを選択できるように構成しても良い。プリセットされる設定値の組合せは、例えば、ルートズラしの緊急度に応じた緩、中、急の３種類とすることが考えられる。「緩」の場合、遷移ルートは緩やかなものとされ、船速は低速に設定される。「急」の場合は、遷移ルートは急なものとされ、船速は高速に設定される。「中」の場合は、遷移ルートも船速も、「緩」と「急」のほぼ中間となるように設定される。これにより、一層簡便な操作性を実現することができる。
【００９６】
航行ルート設定部４７は、平行ルート生成部３７により生成された新ルート１０２を自船の航行ルートに設定する。
【００９７】
平行ルート解除部３８は、平行ルート生成部３７及び航行ルート設定部４７によって行われたルートズラしを終了して、自船の航行ルートを元のルート（現行ルート）に戻すものである。なお、平行ルート解除部３８の詳細は後述する。
【００９８】
ルート変更制御部３９は、平行ルート生成部３７及び航行ルート設定部４７によってルートズラしが行われた場合、新ルート１０２（即ち、航行ルート設定部４７で設定された自船のルート）をディスプレイ７に表示するように制御する。なお、このとき、指示された遷移ルートが併せて表示されても良い。
【００９９】
また、ルート変更制御部３９は、平行ルート生成部３７及び航行ルート設定部４７で行われたルートズラしの内容に基づいて、船舶が（遷移ルートを経由して）新ルート１０２で航行するように、自動操舵指令部３５に適宜の信号を出力する。これにより、自動操舵指令部３５は、自動操舵装置１１に制御信号を出力して、自船を遷移ルート及び新ルート１０２に従って航行させる。
【０１００】
上記の構成により、本実施形態のプロッタ装置１０は、事前に設定した予定ルート又は予定針路に従って自船を自動航行させるように指示することができる。また、プロッタ装置１０は、上記の自動航行が行われているときに、自船が現在航行している現行ルート１０１から平行にズレるように計算された新ルート１０２に沿って自船を航行させるように容易に指示することができる。
【０１０１】
また、本実施形態のプロッタ装置１０においては、平行ルート生成部３７及び航行ルート設定部４７が、ルート設定部３１及び針路設定部３２とは独立に設けられている。従って、平行ルート生成部３７及び航行ルート設定部４７によりルートズラしが行われても、ルート設定部３１で設定された予定ルート、又は、針路設定部３２で設定された予定針路に影響を与えない。従って、ユーザは、所望のタイミングで（平行ルート解除部３８を介して）指示することで、ルートをズラす前の元の状態に（即ち、平行移動前の現行ルート１０１に）自船を戻すことができる。この結果、ルートをズラす指示も戻す指示も簡便に行うことができるので、一時的にルートをズラして航行させたい場面での操作性が大幅に向上し、機動性が高く使い易い自動操舵システム１００を提供することができる。
【０１０２】
平行ルート解除部３８を用いてユーザがルートを戻す操作の具体例としては、ユーザがメニュー等から「ルート戻し」を指示することが挙げられる。この場合、ルート変更制御部３９は、ルートを元に戻す旨の信号を直ちに自動操舵指令部３５に出力し、自動操舵指令部３５は、元のルートで自船を航行させるように自動操舵装置１１を制御する。
【０１０３】
ただし、平行ルート解除部３８は、直ちにルートを元に戻す指示だけでなく、指定した条件を将来満たした場合にルートを自動的に元に戻す指示（条件付きルート戻し）もできるようになっている。ルートを戻す条件の例としては、新ルート１０２に沿って自船が所定時間だけ航行した場合、所定距離だけ航行した場合、新ルート１０２上でユーザが指定したポイントに自船が到達した場合等を挙げることができるが、これに限られない。この条件付きルート戻しの指示は、ルートズラしの指示と同時に行うこともできるし、ルートズラしの指示後に行うこともできる。これにより、ユーザの監視負担を増加させることなく、適切なタイミングで自船を元の航行ルートへ戻して航行を継続することができる。
【０１０４】
以上に説明したように、本実施形態のプロッタ装置１０は、現行ルート取得部４０と、平行ルート生成部３７と、航行ルート設定部４７と、を備える。現行ルート取得部４０は、自船の進行方向を取得する。平行ルート生成部３７は、現行ルート取得部４０により取得した進行方向に対して平行なルートを生成する。航行ルート設定部４７は、平行ルート生成部３７が生成した平行ルートを自船の航行ルートに設定する。
【０１０５】
これにより、自船の現在の進行方向に平行する新ルート１０２を容易に指示することができるので、狭水路や橋脚の間を通過する場合、又は、対向する他船とすれ違う場合等に、自船の航行ルートを、現行ルート１０１と平行する新ルート１０２に機動的かつ容易に変更させることができる。
【０１０６】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【０１０７】
新ルート１０２の現行ルート１０１に対するズレ方向やズレ量の指示は、ディスプレイ７の表示画面上で行うことに限定されない。例えば、前述のダイヤル式の操作部を操作して、ニュートラル位置から左に１段階回せばルートを５メートル左にズラし、右に１段階回せばルートを５メートル右にズラすような指示方法であれば、ディスプレイ７なしでの指示が可能になる。
【０１０８】
上記のルート遷移設定部４５と同様の構成を平行ルート解除部３８にも備えて、ユーザがルートを戻す指示を行う場合においても、遷移ルートや遷移時の船速等を指示できるように構成しても良い。
【０１０９】
平行ルート解除部３８は省略しても良い。この場合でも、新ルート１０２から改めて反対側に等距離だけズラすようにプロッタ装置１０に指示することで、平行ルート生成部３７及び航行ルート設定部４７を用いて自船のルートを実質的に元へ戻すことができる。
【０１１０】
航行ルート生成装置は、上記の実施形態として示したプロッタ装置１０として構成することに限定されず、例えば各種の情報を統合して表示可能なマルチファンクションディスプレイとして構成することもできる。
【０１１１】
上記した平行ルート生成部３７、航行ルート設定部４７、平行ルート解除部３８、ルート変更制御部３９等を、プロッタ装置１０でなく、自動操舵装置１１側に備えさせても良い。例えば、自動操舵装置１１は、通常、針路の設定等を行うために、ディスプレイや操作部等を備えている。従って、本発明の航行ルート生成装置を当該操作部に適用して、ユーザが操作部を操作することで上記のルートズラしを指示するように構成することもできる。
【０１１２】
本発明の航行ルート生成装置及び自動操舵システムは、船舶以外の移動体にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
２  制御部
７  ディスプレイ（表示部、通知部）
８  ブザー（通知部）
１０  プロッタ装置（航行ルート生成装置）
１１  自動操舵装置
３１  ルート設定部
３２  針路設定部
３３  自船位置取得部（位置取得部）
３６  障害物検出部
３７  平行ルート生成部
３８  平行ルート解除部
４０  現行ルート取得部（進行方向取得部）
４２  方向指示部（配置設定部）
４３  距離指示部（距離設定部）
４４  平行移動計算部
４５  ルート遷移設定部
４７  航行ルート設定部
１００  自動操舵システム
１０１  現行ルート
１０２  新ルート
１０３，１０４，１０５  遷移ルート
【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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