(57)【要約】  乗物または設備のユーザが、乗物または設備の周囲状況および乗物または設備自体に関する高度でかつ最新の情報を取得することを可能にするための、乗物用システムが提供される。このシステムは、海洋船の上に位置してもよく、また、船上と船外の両方に位置する多数の異なる情報源からの情報を統合する。それらの情報は、船舶上の高度なレーダーおよびソナーサブシステムからの情報、従来の機器およびセンサからの情報、ならびに陸上のコントロールセンターからアクセスされる陸上および海上設備およびEO衛星からの情報を含む。このシステムは、利用可能である場合、通信衛星および／または無線インターネットによってコントロールセンターと通信してもよい。データを処理し、提示するためのデータ処理装置もまた提供される。データは、空間内において３次元で受信され、処理され、提示され、時間がデータに対して４つめの次元を提供するように、リアルタイムまたはほぼリアルタイムに更新される。データを提示するためのグラフィカルユーザインターフェースも提供される。このグラフィカルユーザインターフェースは、エンドユーザ自身の観測結果が提示されたデータに一致しない場合、システムにおいてエラーを報告するための機能を提供する。さらに、２つ以上の船舶を含むデータを収集するシステム、コントロールセンター、ならびに、船舶およびコントロールセンターが通信する手段が提供される。このシステムは、収集されたデータを記憶するカタログおよび記憶ネットワークを備える。すべてのデータは、データの関連する品質尺度と共に記憶される。
2010503908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物または設備のためのシステムであって、
前記乗物または設備の周りの第１領域における表面下の物体に関する情報を取得する第１サブシステム(１４)と、
前記乗物または設備の周りの第２領域における表面上の物体に関する情報を取得する第２サブシステム(１３)と、
前記乗物または設備の外の情報源から通信リンクを介して情報を受信する手段(５)と、
前記第１サブシステム、前記第２サブシステムおよび前記情報を受信する手段から受信された情報を結合しかつ処理する手段と、
前記結合されかつ処理された情報を前記乗物または設備のユーザに提示する手段とを備えるシステム。
【請求項２】
前記乗物または設備の周りの第３領域における表面層の物体に関する情報を取得する第３サブシステム(９２)をさらに備え、情報を結合しかつ処理する前記手段は、前記第１、第２および第３サブシステムから受信された情報を結合しかつ処理するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記サブシステム(１３，１４)からの情報を、前記通信リンクを介して前記情報源に送信する手段をさらに備える請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記情報源は、別の乗物(２，３)または設備上に位置するセンサおよび機器を備える請求項１、２または３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記情報源は、コントロールセンター(４)である請求項１、２または３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
結合しかつ処理する前記手段は、前記領域からの情報を含む空間において３次元(３D)でシーンを生成するように構成される請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
結合しかつ処理する前記手段は、前記３Dシーンを時間と共に更新するようさらに構成される請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記サブシステムは、空間において３次元のデータセットを取得するように構成される請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
提示する前記手段は、前記結合されかつ処理された情報を、空間において３次元で提示するように構成される請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記乗物または設備は、海洋船、オイル／ガス生成／貯蔵プラットフォームまたは商港／港湾の設備である請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１サブシステムは、少なくとも１つのソナーセンサ(３９)を備える請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２サブシステムは、少なくとも１つのレーダーセンサ(３７)を備える請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第３サブシステムは、ライダ(光検出および測距)センサ(９１)を備える請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第３サブシステムは、熱センサ、レーザーセンサ、赤外線センサおよびハイパー／マルチスペクトルセンサからの少なくとも１つをさらに備える請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記乗物または設備の外の前記情報源から受信される前記情報は、海洋状態および海氷状態情報を含む請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記海洋状態データは、海流、波および風データからの少なくとも１つを含む請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記海氷状態情報は、海氷密接度データ、海氷浮遊データ、海氷縁データおよび氷山データからの少なくとも１つを含む請求項１５または１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記乗物または設備の外の前記情報源から受信される前記情報は、航行、安全性および／またはセキュリティ関連情報を含む請求項１から１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記乗物または設備およびその周囲状況に関する情報を取得する第４サブシステムをさらに備える請求項１から１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
処理しかつ結合する前記手段は、前記サブシステムと有線でかつ／または無線で通信するように構成されたデータ処理デバイスである請求項１から１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記サブシステムにおいて取得される前記情報は、前記第１および第２領域内の物体の位置情報、形状情報、サイズ情報および振舞い情報からの少なくとも１つを含む請求項１から２０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
前記領域内の物体の前記振舞い情報は、前記物体の速度、方位、速度変化および方位変化からの少なくとも１つに関する情報を含む請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
乗物または設備上に取付けられるように構成されたシステムであって、通信リンク(５)を介して前記乗物または設備に情報を送信する手段を備える陸上コントロールセンター(４)をさらに備える請求項１から２２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
前記陸上コントロールセンターは、前記通信リンク(５)を介して前記乗物または設備から情報を受信する手段をさらに備える請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記コントロールセンターは、第３者機関に情報を送信する手段をさらに備える請求項２３または２４に記載のシステム。
【請求項２６】
第３者機関に前記情報を送信する前記手段は、リアルタイムまたはほぼリアルタイムに前記情報を送信するように構成される請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記コントロールセンター(４)は、航行、安全性およびセキュリティ情報を前記乗物または設備に送出するために高レベル計算を実施する手段を備える請求項２３から２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記コントロールセンターは、航行、安全性およびセキュリティ情報を第３者機関(２１b)に送出するために高レベル計算を実施する手段をさらに備える請求項２３から２６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記乗物または設備は海洋船であり、
高レベル計算を実施する前記手段は、連続して動作し、かつ、速度データとデータの両方を含む燃料最適化された航海計画を、リアルタイムまたはほぼリアルタイムに前記海洋船に送出するように構成される請求項２７または２８に記載のシステム。
【請求項３０】
異なるサブシステム(１３，１４，２９，９２)を使用して取得されるか、または、前記コントロールセンター(４)において取得され、かつ、同じ物体またはmetocean状況に関連するデータの関係付けおよび評価を実施する手段をさらに備える請求項２３から２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記乗物または設備および前記コントロールセンター(４)からの少なくとも１つにおいてデータの関係付けおよび評価を実施する手段をさらに備える請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
データの関係付けおよび評価を実施する前記手段は、AIS(船舶自動識別システム)物体に関連するデータの関係付けおよび評価を実施するように構成される請求項３０または３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記乗物または設備は、航海計画を前記コントロールセンターに送信する手段を備える海洋船であり、
前記コントロールセンターに送信する前記手段は、前記航海計画を受信することに応答して選択された情報を前記海洋船に送信するように構成される請求項２３から２８および３０から３２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３４】
リアルタイムまたはほぼリアルタイムのデータセットに基づいて前記航路中の燃料消費を計算し、最適化する手段をさらに備える請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記燃料消費を計算し、最適化する前記手段は、前記コントロールセンター(４)または前記主処理デバイス(２０)内に位置する請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記サブシステムは画像データの画像処理および同時登録を実施するように構成され、
前記システムは前記処理を前記サブシステム(１３，１４，９２)にわたって分配し、
前記処理を合成する手段(２２)を備える請求項１から３５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３７】
レーダーサブシステム(１３)、ソナーサブシステム(１４)および陸上コントロールセンター(４)から情報を受信する手段と、
前記受信された情報を処理する手段と、
前記受信されかつ処理された情報を結合する手段と、
前記結合された情報を解釈する手段と、
前記解釈された情報をユーザに提示する手段とを備えるデータ処理装置(２０)。
【請求項３８】
受信する前記手段は空間において３Dでデータセットを受信するように構成され、
処理する前記手段、結合する前記手段および解釈する前記手段は、空間において３Dでデータセットを処理し、結合し、解釈するように構成され、
前記情報を提示する前記手段は、空間において３Dで前記情報を提示するように構成される請求項３７に記載のデータ処理装置。
【請求項３９】
受信する前記手段、処理する前記手段、結合する前記手段、解釈する前記手段および提示する前記手段は、リアルタイムまたはほぼリアルタイムのデータセットを受信し、処理し、結合し、解釈し、提示するように構成される請求項３７または３８に記載のデータ処理装置。
【請求項４０】
前記レーダーおよびソナーサブシステムから受信される前記情報は、乗物または設備(１)の周辺における少なくとも１つの移動物体に関する情報を含む請求項３７、３８または３９のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項４１】
解釈する前記手段は、前記移動物体が前記乗物または設備(１)の周りの所定の領域(８１，８２，８４)内にあるかどうかを判定するように構成される請求項４０に記載のデータ処理装置。
【請求項４２】
処理する前記手段は、前記レーダーおよびソナーサブシステムから受信される前記情報から前記物体のリアル画像を取得するように構成される請求項４０または４１に記載のデータ処理装置。
【請求項４３】
前記移動物体の速度および方向を計算する手段をさらに備える請求項４０に記載のデータ処理装置。
【請求項４４】
前記移動物体の速度および方向を計算する前記手段は、前記移動物体と前記乗物または設備との可能性のある衝突をシミュレートし、前記シミュレーションの結果を前記ユーザに提示するようにさらに動作する請求項４３に記載のデータ処理装置。
【請求項４５】
前記レーダーおよびソナーサブシステムから受信される前記情報は、前記乗物または設備の周辺における海洋の気象学的および海洋学的(metocean)状況に関する情報をさらに含む請求項４０から４４のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項４６】
前記提示された情報が正しくないときにエラーを記録する手段を備える請求項４０から４５のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項４７】
データ処理装置を更新し、かつ、前記エラーを訂正するためのソフトウェアを受信する手段をさらに備える請求項４６に記載のデータ処理装置。
【請求項４８】
受信する前記手段は、通信衛星(５)に接続するためのSatcomインターフェース(３１)またはインターネット(３６)に接続するための無線インターフェース(３０)を備える請求項４０から４７のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項４９】
前記コントロールセンター(４)に対してデータを求める要求を送信する手段をさらに備える請求項４０から４８のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項５０】
前記要求は、前記乗物の意図された航路の計画である請求項４９に記載のデータ処理装置。
【請求項５１】
レーダーサブシステム(１３)から情報を受信するステップと、
ソナーサブシステム(１４)から情報を受信するステップと、
陸上コントロールセンター(４)から情報を受信するステップと、
前記受信された情報を処理するステップと、
前記受信されかつ処理された情報を結合するステップと、
前記情報を解釈するステップと、
前記情報をユーザに提示するステップとを含む方法。
【請求項５２】
前記受信し、処理し、結合し、解釈し、提示するステップは、３次元データセットに関して実施される請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記３次元データセットは、空間における３次元のデータを含む請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
空間における３次元の前記データセットは、リアルタイムまたはほぼリアルタイムに更新される請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記データセットの更新頻度は、前記データセットの源に応じて変わる請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記情報を解釈するステップは、
乗物の周辺において物体を指示するデータを検出するステップと、
前記物体を追跡するステップとを含む請求項５１から５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
前記情報を解釈するステップは、前記移動物体の速度および方位を計算するステップを含む請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記情報を解釈するステップは、
前記移動物体と前記乗物との可能性のある衝突をシミュレートするステップと、
前記シミュレーションの結果を前記ユーザに提示するステップとをさらに含む請求項５６または５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記情報を解釈するステップは、海洋船の周辺において、または前記海洋船の航行計画に沿って前記metocean状況を指示するデータを分析するステップを含む請求項５１から５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
プロセッサによって実行されると、前記プロセッサが、請求項５１から５９のいずれか一項の方法を実施するようにさせる命令を含むコンピュータプログラム製品。
【請求項６１】
複数の情報源から情報を受信するように動作し、かつ、前記複数の情報源からの乗物の周囲状況に関する情報を閲覧するためのグラフィカルユーザインターフェース(２４)を提供するように構成されたデバイスであって、前記グラフィカルユーザインターフェースは、
ユーザが前記乗物およびその環境の３Dシーンのビューを見ることを可能にする主ビューと、
前記３Dシーンのスライスを示す副ビューとを備えるデバイス。
【請求項６２】
前記３Dシーンは、空間内における３次元を含むシーンである請求項６１に記載のデバイス。
【請求項６３】
前記GUIは、前記３Dシーンを時間と共に更新するように構成される請求項６１または６２に記載のデバイス。
【請求項６４】
前記３Dシーンは複数のセクションを含み、
各セクションは前記複数のデータ源の異なる情報源からのデータを含み、
前記GUIは各セクション内のデータを他のセクションに無関係に更新するように構成される請求項６３に記載のデバイス。
【請求項６５】
前記３Dシーンのビューは、前記３Dシーンを任意の方向から示すために、ユーザ入力に応答して調整され得る請求項６１から６４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６６】
３Dディスプレイに接続可能であり、前記主ビューは前記３Dシーンの３Dビューである請求項６１から６５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６７】
前記副ビューは、前記乗物の中心軸の周りに回転することができる請求項６１から６６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６８】
前記主および副ビューは、グラフィック形式および数値形式からの少なくとも１つの形式で、前記乗物の周辺における前記metocean状況を指示するデータを示すように構成される請求項６１から６７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６９】
前記乗物は海洋船または設備であり、前記グラフィカルユーザインターフェースは、前記海洋船の航行計画に沿って、数値形式およびグラフィック形式からの１つの形式で、metocean観測結果および／または予測データを示すように構成される請求項６８に記載のデバイス。
【請求項７０】
metocean状況の表現は、前記主および副ビューにおいてグラフィック層として表示される請求項６９に記載のデバイス。
【請求項７１】
前記グラフィカルユーザインターフェースは、前記表現が基づくmetoceanデータについてのデータ品質尺度を表示するように構成される請求項７０に記載のデバイス。
【請求項７２】
前記グラフィカルユーザインターフェースは、前記複数の情報源からの数値データを表示するウィンドウ(６８)をさらに備える請求項６１から７１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７３】
数値データを表示する前記ウィンドウは、前記乗物の周辺において検出された物体に関する数値データを表示するように構成される請求項７２に記載のデバイス。
【請求項７４】
前記主および副ビューは、前記乗物の周辺において物体の表現を示すように構成される請求項６１から７３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７５】
前記表現は、前記物体を表すシンボルまたは前記物体の本物の(true)画像である請求項７４に記載のデバイス。
【請求項７６】
前記物体のシンボルを示すか、または、本物の画像を示すかを判定する手段を備える請求項７５に記載のデバイス。
【請求項７７】
判定する前記手段は、ユーザの命令または所定の設定に応答する請求項７６に記載のデバイス。
【請求項７８】
前記３Dシーンの所定の領域を覆うアラームゾーン(８１，８２，８４)を規定する手段と、
前記情報源からの情報を分析して、前記アラームゾーン内に位置する任意の物体を検出する手段とをさらに備える請求項７３から７７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７９】
前記グラフィカルユーザインターフェースは、情報を分析して、前記アラームゾーン内に位置する物体を検出する前記手段に応答して、前記アラームゾーン内に位置する物体のグラフィック表現を示すウィンドウを開き、前記物体に関する数値情報を示すように動作する請求項７８に記載のデバイス。
【請求項８０】
前記グラフィカルユーザインターフェースは、前記物体に関する前記数値情報のデータ検出品質尺度を表示するように構成される請求項７３から７９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８１】
前記グラフィカルユーザインターフェースは、ユーザが前記複数の情報源から１つまたは複数の情報源を選択することを可能にするコントロールを提供するウィンドウ(６７)をさらに備え、
前記GUIは、前記主ビューおよび副ビューにおいて、前記選択された１つまたは複数の情報源からの情報を提示するように構成される請求項６１から８０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８２】
前記GUIはさらに、ユーザが前記主ビューおよび副ビューにおいて前記情報内にエラーを記録することを可能にする請求項６１から８１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８３】
複数の情報源から情報を受信するように動作するデータ処理デバイス用のコンピュータプログラムであって、前記データ処理デバイスによって実行されると、前記データ処理デバイスが前記複数の情報源からの乗物の周囲状況に関する情報を閲覧するためのグラフィカルユーザインターフェースを提供するようにさせる実行可能命令を含み、前記グラフィカルユーザインターフェースは、
ユーザが前記乗物およびその環境の３Dシーンのビューを見ることを可能にする主ビューと、
前記乗物およびその環境の横前方ビューおよび横後方ビューを示す副ビューとを備えるコンピュータプログラム。
【請求項８４】
前記乗物の周辺において検出された物体に関する数値データを表示するウィンドウ(６８)をさらに備える請求項８３に記載のデータ処理デバイス用のコンピュータプログラム。
【請求項８５】
データを収集するシステムであって、
第１海洋乗物または設備(１，２，３)であって、第１データ処理装置(２０)と、前記第１海洋乗物または設備の周りの第１領域内のデータを収集するための第１の複数のセンサ(１３，１４)とを備える、第１海洋乗物または設備(１，２，３)と、
第２データ処理装置(２０)を備える第２海洋乗物または設備(１，２，３)と、
２方向通信リンクを介して前記第１および第２海洋乗物または設備と通信するように動作するコントロールセンター(４)とを備え、
前記第１データ処理装置は、前記第１領域から収集されたデータを、記憶のために前記コントロールセンターに送信するように動作し、
前記コントロールセンターは、前記第１領域から収集されたデータを、前記第２海洋乗物または設備(１，２，３)に送信する手段を備えるシステム。
【請求項８６】
前記第２海洋乗物または設備は、海洋船または設備であり、
前記第２データ処理デバイスは、特定の時間に、前記海洋船または設備のロケーションを指示するメッセージを前記コントロールセンターに送信するように動作し、
前記コントロールセンターにデータを送信する前記手段は、前記ロケーションが前記第１領域内にある場合、前記第１領域からのデータを前記海洋船または設備に送信するように構成される請求項８５に記載のシステム。
【請求項８７】
前記第２海洋乗物または設備は、前記第２海洋乗物または設備の周りに位置する第２領域内のデータを収集するための第２の複数のセンサ(１３，１４)をさらに備え、
前記第２データ処理装置は、前記第２領域から収集されたデータを、記憶および配信のために前記コントロールセンター(４)に送信するように動作する請求項８５または８６に記載のシステム。
【請求項８８】
前記第２データ処理装置は、低優先度帯域幅割当てによって記憶データを送信するように動作する請求項８７に記載のシステム。
【請求項８９】
前記第１海洋乗物または設備および前記第２海洋乗物または設備は、ピアツーピア通信を使用して前記コントロールセンターと通信することができる請求項８５から８７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９０】
前記第１海洋乗物または設備および前記第２海洋乗物または設備は、ピアツーピア通信を使用して互いと通信することができる請求項８５から８８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９１】
前記２方向通信リンクは、衛星リンクまたは無線インターネットリンクである請求項８５から９０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９２】
前記コントロールセンターは、さらに、陸上および海上の機器およびセンサ(１７)、国のおよび地域の当局および機関(１８)ならびに地球観測衛星(１６)からの少なくとも１つから情報を受信するように構成される請求項８５から９１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９３】
前記第１および第２海洋乗物および設備からの少なくとも１つからの情報を使用して前記受信された情報を検証する手段をさらに備える請求項９２に記載のシステム。
【請求項９４】
前記コントロールセンター内の前記情報がネットワーク内に記憶されるシステムであって、前記ネットワークにアクセスするためのグラフィカルユーザインターフェースを備える請求項８５から９３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９５】
前記ネットワーク内に記憶された情報は複数のデータセットを含み、各データセットは、メタデータおよび前記データセットの品質を指示するデータと共に記憶される請求項９４に記載のシステム。
【請求項９６】
前記コントロールセンターから前記第２海洋船に送信される前記情報は、物体マップおよびリアル画像からの少なくとも１つを含む請求項８５から９５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９７】
前記コントロールセンターから前記第２海洋船に送信される前記情報は、海洋状態データ、海氷状態データならびに航行、安全性および／またはセキュリティ関連情報からの少なくとも１つを含む請求項８５から９６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９８】
乗物または設備のためのシステムであって、
前記乗物または設備の周りの第１領域に関する情報を有するデータセットを空間において３次元で取得する第１サブシステム(１３，１４，９２)と、
前記乗物または設備の周りの第２領域に関する情報を有するデータセットを空間において３次元で取得する第２サブシステム(１３，１４，９２)と、
前記第１サブシステムおよび前記第２サブシステムから受信された情報を結合し、処理する手段と、
前記結合されかつ処理された情報を前記乗物または設備のユーザに提示する手段とを備えるシステム。
【請求項９９】
前記第１領域は、表面下領域、表面上領域または表面層領域からの１つであり、前記第２領域は、表面下領域、表面上領域または表面層領域からの別の１つである請求項９８に記載のシステム。
【請求項１００】
前記第１サブシステムは、レーダーセンサ、ソナーセンサ、ライダセンサまたは熱センサ、レーザーセンサ、赤外線センサおよびハイパー／マルチスペクトルセンサからの少なくとも１つのセンサと組み合わされたライダセンサからの１つのセンサを備え、前記第２サブシステムは、レーダーセンサ、ソナーセンサ、ライダセンサまたは熱センサ、レーザーセンサ、赤外線センサおよびハイパー／マルチスペクトルセンサからの少なくとも１つのセンサと組み合わされたライダセンサからの別の１つのセンサを備える請求項９８に記載のシステム。
【請求項１０１】
結合し、処理する前記手段は、前記第１領域および前記第２領域からの情報を含むシーンを、空間において３次元(３D)で生成するように構成される請求項９８から１００のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０２】
乗物または設備のためのシステムであって、
前記乗物または設備の周りの第１領域に関する情報を有するデータセットを空間において３次元で取得する第１サブシステム(１３，１４，９１，９２)と、
情報を取得する第２サブシステム(５)であって、前記乗物の外の情報源から通信リンクを介して前記情報を受信する手段を備える、第２サブシステム(５)と、
前記第１サブシステムおよび前記第２サブシステムから受信された情報を結合し、処理する手段と、
前記結合されかつ処理された情報を前記乗物または設備のユーザに提示する手段とを備えるシステム。
【請求項１０３】
前記第１領域は、表面下領域、表面上領域または表面層領域である請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記第１サブシステムは、レーダーセンサ、ソナーセンサ、ライダセンサまたは熱センサ、レーザーセンサ、赤外線センサおよびハイパー／マルチスペクトルセンサからの少なくとも１つのセンサと組み合わされたライダセンサを備える請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０５】
結合し、処理する前記手段は、前記第１領域からの情報を含むシーンを、空間において３次元(３D)で生成するように構成される請求項１０２から１０４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０６】
海洋船または設備のための装置であって、
前記海洋船または設備の周りの領域内において海の深さのある部分における物体に関する情報を取得するライダセンサを備える装置。
【請求項１０７】
熱センサ、レーザーセンサ、赤外線センサおよびハイパー／マルチスペクトルセンサからの少なくとも１つのセンサをさらに備える請求項１０６に記載の装置。
【請求項１０８】
コントロールセンター(４)と、
VDR(voyage data recorder)ユニット(３３)、および前記ＶＤＲユニットからのデータをリアルタイムにまたはほぼリアルタイムに前記コントロールセンターに送信する通信手段を備える海洋乗物または設備(１，２，３)とを備えるシステムであって、前記コントロールセンターは、前記VDRからの前記データをリアルタイムにまたはほぼリアルタイムに第３者機関に転送する手段を備えるシステム。
【請求項１０９】
前記第３者機関は、捜索および救助センターを含む請求項１０８に記載のシステム。
【請求項１１０】
海洋乗物または設備のための装置であって、
侵入者を自動的に検出する手段(１３，１４，９２)と、
侵入者に関する情報をコントロールセンター(４)に送信する手段と、
前記装置がその上に取付けられるように構成された乗物または設備(１)を前記侵入者から防御する手段(３５)とを備える装置。
【請求項１１１】
侵入者を自動的に検出する前記手段は、水面上および水面下の侵入者を検出する手段を備える請求項１１０に記載の装置。
【請求項１１２】
前記乗物または設備を防御する前記手段は、非殺傷性兵器を備える請求項１１０または１１１に記載の装置。
【請求項１１３】
海洋乗物または設備であって、
前記乗物または設備の周辺における物体に関する情報を取得するための複数のセンサおよび機器と、
請求項１１０に記載の装置とを備え、侵入者に関する情報をコントロールセンターに送信する前記手段は、物体に関する前記取得された情報を前記コントロールセンターに送信するようにさらに構成され、情報を送信する前記手段は、送信されるデータの緊急度に応じて帯域幅の割当てを調整するように構成され、情報を送信する前記手段は、前記情報を、リアルタイムに、または、ほぼリアルタイムに送信するように構成される海洋乗物または設備。
【請求項１１４】
請求項１１３に記載の海洋乗物または設備と、コントロールセンター(４)とを備えるシステムであって、前記コントロールセンターは、許可されたエンドユーザに対して、侵入者に関する情報をリアルタイムまたはほぼリアルタイムに自動転送するように構成されるシステム。
【請求項１１５】
前記許可されたエンドユーザは、海岸監視および／または警察当局を含む請求項１１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗物または設備のためのシステムに関する。より詳細には、本発明は、海洋船、オイル／ガス生成プラットフォームまたは港湾用の操舵、安全性およびセキュリティ装置であって、乗物または設備の上と外の両方の多数の異なる情報源からの情報を統合し、グラフィカルユーザインターフェースを使用してその情報をエンドユーザに提示する装置に関するが、それらには限定されない。本発明はまた、情報を伝達および記憶するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
海で航行するために、技術的複雑さの異なる機器が使用される可能性がある。最も基本的な航行ツールは、紙形態の海図、船舶上のコンパスおよび基本速度計を含み、一方、より複雑なツールは、最新の気象学的データを取得するために、GPS受信機にリンクしたチャートプロッタ、およびSatcomに接続するための、かつ／または、インターネットに接続するためのインターフェースを含む。
【０００３】
通常、各航行デバイスについて別個のユーザインターフェースが設けられる。例えば、船舶上では、船体から海底までの深さを示す１つのディスプレイ、海流に対する船の速度を示す別のディスプレイ、および従来のレーダーユニットにインターフェースする第３のディスプレイが存在してもよい。異なるデバイスを統合するために、いくつかの試みが行われてきた。例えば、NMEA(National Marine Electronics Association)は、多数の異なる従来のセンサと通信することができるインターフェースを開発した。しかし、データが一緒に提示されても、通常、ディスプレイ上で組み合わされるだけであり、異なるセンサからのデータは、通常、一緒に処理されない。
【０００４】
さらに、従来のインターフェースのユーザ親和性およびエンドユーザに提供される情報の詳細は十分でないことが多い。例えば、レーダーセンサに対する従来のユーザインターフェースは、一般的に、船舶の周辺における大きな物体から後方散乱された大きなリターンを表すためにスクリーン上で大きなクラスター点を示し、小さな物体から後方散乱された小さなリターンを表すためにスクリーン上で小さなクラスター点を示す。さらに、点はレーダーセンサに対する物体の距離を伝えるだけである。レーダーが３６０°回転するにつれて、識別できるすべての物体の完全な表現が、スクリーン上にマッピングされ得る。しかし、物体がブイであるかまたは水泳者であるかを調べることなど、物体をさらに調べるという可能性が存在しない。さらに、スクリーンは通常、船舶との関連での物体の方位および速度の迅速な概要をエンドユーザに与えない。
【０００５】
同様に、ソナー技術は１次元の深さ、すなわち、船舶上の単一変換器の直下の海底までの距離を示すためだけに使用されることが多い。その結果、ソナー技術はユーザに対して岩などの前方の危険を知らせない。現在では、前方探索ソナーヘッドが開発されたが、前方探索ソナーヘッドは、測距および方位情報と首尾一貫した深さデータを提供しない。
【０００６】
船舶に近づく可能性のある侵入者から防御するセキュリティ目的で、ビデオカメラおよび赤外線カメラが使用されてきた。しかし、種々の物体は、特に、霧中、夜間、または物体が水の表面下で近づくときに、これらのシステムによって検出されることなく船舶に近づく可能性がある。
【０００７】
海洋船上の従来のセンサおよび機器は、品物および人々を十分に防御しない。これらのセンサおよび機器は、品物および人々が海に落ちるなどの事象に関する細部を検出し、追跡し、提供することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、これらおよびその他の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、乗物または設備のためのシステムであって、前記乗物または設備の周りの第１領域における表面下の物体に関する情報を取得する第１サブシステムと、前記乗物または設備の周りの第２領域における表面上の物体に関する情報を取得する第２サブシステムと、前記乗物または設備の外の情報源から通信リンクを介して情報を受信する手段と、第１サブシステム、第２サブシステムおよび情報を受信する手段から受信された情報を結合しかつ処理する手段と、結合されかつ処理された情報を前記乗物または設備のユーザに提示する手段とを備えるシステムが提供される。
【００１０】
前記システムは、前記乗物または設備の周りの第３領域における表面層の物体に関する情報を取得する第３サブシステムをさらに備えてもよく、情報を結合しかつ処理する手段は、第１、第２および第３サブシステムから受信された情報を結合しかつ処理するように構成される。
【００１１】
前記システムは、前記サブシステムからの情報を、前記通信リンクを介して前記情報源に送信する手段をさらに備えてもよい。乗物または設備は、海洋船であってよく、前記乗物の外の情報源は、陸上のコントロールセンターを備えてもよい。あるいは、または付加的に、前記乗物の外の情報源はまた、別の海洋船上に位置するセンサおよび機器を備えてもよい。通信リンクは、衛星通信リンクまたは無線インターネットリンクであってよい。情報はコントロールセンターを介して、別の海洋船上に位置するセンサおよび機器から受信されてもよい。
【００１２】
前記乗物または設備はまた、オイル／ガス生成プラットフォームまたは港湾設備であってよい。
【００１３】
前記結合しかつ処理する手段は、前記領域からの情報を含む空間において３次元(３D)でシーンを生成するように構成されてもよい。前記結合しかつ処理する手段は、さらに、３Dシーンを時間と共に更新するように構成されてもよい。前記第１および第２サブシステムは、空間において３次元のデータセットを取得するように構成されてもよい。提示する手段は、情報を空間において３次元で提示するように構成されてもよい。
【００１４】
その結果、本発明によるシステムは、３Dデータセットを取得し、処理し、提示するシステムを提供する。このシステムはまた、データが時間と共に更新されることを可能にし、それゆえ、時間は４つめの次元を提供する。
【００１５】
前記第１サブシステムは少なくとも１つのソナーセンサを備えてもよく、前記第２サブシステムは少なくとも１つのレーダーセンサを備えてもよい。
【００１６】
前記第３サブシステムは、ライダ(光検出および測距)センサあるいはライダセンサおよび熱センサおよび／またはレーザーセンサおよび／または赤外線センサの組合せを含むペイロードを備えてもよい。
【００１７】
通信リンクを介して受信される情報は、海洋状態および海氷状態情報を含む海洋の気象学的および海洋学的データを含んでもよい。第１および第２サブシステムにおいて取得される情報は、第１および第２領域内の物体の位置情報、形状情報、サイズ情報および振舞い情報からの少なくとも１つを含んでもよい。振舞い情報は、物体の速度、方位、ならびに速度変化および方位変化に関する情報を含んでもよい。
【００１８】
このシステムは、乗物およびその周囲状況に関するさらなる情報を取得する第４サブシステムをさらに備えてもよい。例えば、さらなる情報は、例えばGPSデバイスからNMEA(National Marine Electronics Association)インターフェースを通じて転送される情報である可能性がある。
【００１９】
本発明によれば、レーダーサブシステム、ソナーサブシステムおよび陸上コントロールセンターから情報を受信する手段と、前記受信された情報を処理する手段と、前記処理された情報を結合する手段と、前記結合された情報を解釈する手段と、処理され、結合され、解釈された情報をユーザに提示する手段とを備えるデータ処理装置も提供される。
【００２０】
前記受信する手段は、空間において３Dでデータセットを受信するように構成されてもよく、前記処理し、結合し、解釈する手段は、空間において３Dでデータセットを処理し、結合し、解釈するように構成されてもよく、前記情報を提示する手段は、空間において３Dで情報を提示するように構成されてもよい。受信する手段、処理する手段、結合する手段、解釈する手段および提示する手段は、さらに、リアルタイムのデータセットまたはほぼリアルタイムのデータセットを受信し、処理し、結合し、解釈し、提示するように構成されてもよい。
【００２１】
前記レーダーおよびソナーサブシステムから受信される情報は、乗物または設備の周辺における静止物体および移動物体からの少なくとも１つの物体に関する情報を含む。それらの情報は、乗物の周辺における海洋の危険な気象学的および海洋学的(metocean)状況に関する情報をさらに含んでもよい。前記データ処理装置は、さらに、前記コントロールセンターに対してデータを求める要求を送信する手段を備えてもよい。要求は、乗物または設備の意図された航路の計画を含んでもよい。データ処理装置は、さらに、観測されたmetoceanデータを前記コントロールセンターに送信する手段を備えてもよい。
【００２２】
前記データ処理装置は、さらに、リアルタイムまたはほぼリアルタイムのデータセットに基づいて前記航路中の最低燃料消費を計算し、最適化する手段を備えてもよい。
【００２３】
前記データ処理装置は、さらに、提示された情報が正しくないときにエラーを記録する手段を備えてもよい。
【００２４】
さらに、本発明によれば、レーダーサブシステムから情報を受信するステップと、ソナーサブシステムから情報を受信するステップと、陸上コントロールセンターから情報を受信するステップと、受信された情報を処理するステップと、情報を結合するステップと、情報を解釈するステップと、情報をユーザに提示するステップとを含む方法も提供される。さらに、この方法を実施するコンピュータプログラムが提供される。
【００２５】
さらにまた、複数の情報源から情報を受信するように動作し、かつ、複数の情報源からの乗物の周囲状況に関する情報を閲覧するためのグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を提供するように構成されたデバイスであって、グラフィカルユーザインターフェースは、ユーザが乗物およびその環境の３Dシーンのビューを見ることを可能にする主ビューと、前記３Dシーンのスライスを示す副ビューとを備えるデバイスが提供される。
【００２６】
前記３Dシーンは複数のセクションを含んでもよく、各セクションは、複数のデータ源の異なる情報源からのデータを含み、GUIは、各セクション内のデータを、他のセクションに無関係に更新するように構成されてもよい。前記３Dシーンのビューは、３Dシーンを任意の方向から示すために、ユーザ入力に応答して調整され得る。副ビューは、乗物の中心軸の周りに回転することができる。
【００２７】
前記主および副ビューは、乗物の周辺において物体の表現を示すように構成されてもよい。表現は物体を表すシンボルまたは物体の本物の画像であってよい。前記デバイスは、前記物体のシンボルを示すか、または、本物の画像を示すかを判定する手段を備えてもよく、判定する手段はユーザの命令または所定の設定に応答してもよい。本物の画像はビットマップであってよい。
【００２８】
前記デバイスはさらに、前記３Dシーンの所定の領域を覆うアラームゾーンを規定する手段と、情報源からの情報を分析してアラームゾーン内に位置する任意の物体を検出する手段とを備えてもよい。
【００２９】
本発明によれば、複数の情報源から情報を受信するように動作するデータ処理デバイス用のコンピュータプログラムであって、データ処理デバイスによって実行されると、データ処理デバイスが、複数の情報源からの乗物の周囲状況に関する情報を閲覧するためのグラフィカルユーザインターフェースを提供するようにさせるコンピュータ実行可能命令を含み、グラフィカルユーザインターフェースは、ユーザが乗物およびその環境の３Dシーンのビューを見ることを可能にする主ビューと、乗物およびその環境の横前方ビューおよび横後方ビューを示す副ビューとを備えるコンピュータプログラムも提供される。
【００３０】
さらにまた、本発明によれば、データを収集するシステムが提供され、このシステムは第１海洋乗物または設備であって、第１データ処理装置と、前記第１海洋乗物または設備の周りの第１領域内のデータを収集するための第１の複数のセンサとを備える、第１海洋乗物または設備と、第２データ処理装置を備える第２海洋乗物または設備と、２方向通信リンクを介して第１および第２海洋乗物または設備と通信するように動作するコントロールセンターとを備え、前記第１データ処理装置は、前記第１領域から収集されたデータを記憶のために前記コントロールセンターに送信するように動作し、前記コントロールセンターは、前記第１領域から収集されたデータを前記第２海洋乗物または設備に送信する手段を備える。
【００３１】
その結果、複数の乗物または設備が互いに情報を共有することができるシステムが提供される。
【００３２】
前記第２海洋乗物または設備は海洋船であってよく、第２データ処理デバイスは、特定の時間に、前記第２海洋船のロケーションを指示するメッセージを前記コントロールセンターに送信するように動作してもよく、前記コントロールセンターにデータを送信する手段は、前記ロケーションが第１領域内にある場合、前記第１領域からのデータを前記第２海洋船に送信するように構成されてもよい。
【００３３】
前記２方向通信リンクは、衛星通信リンクや無線インターネットリンクとすることもできる。
【００３４】
前記コントロールセンターはさらに、数値モデル出力に加えて、陸上および海上の機器、気象学センター、当局および機関ならびに地球観測衛星からの情報を受信するように構成されてもよい。
【００３５】
前記コントロールセンターから第２海洋船に送信される情報は、物体マップおよび／またはリアル画像を含んでもよい。前記コントロールセンターから前記第２海洋船に送信される情報はさらに、海洋状態データおよび／または海氷状態データ、ならびに／あるいは航行、安全性および／またはセキュリティ関連情報を含んでもよい。
【００３６】
本発明の実施形態は、ここで、添付図面を参照して例示として述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】複数の海洋船およびコントロールセンターを備えるシステムを示す図である。
【図２】船舶上および船舶外の情報源の略図である。
【図３】船舶上の主処理デバイスに情報源が接続される方法を示す略図である。
【図４ａ】船舶上でのレーダーサブシステムのコンポーネントのロケーションを示す図である。
【図４ｂ】船舶上でのレーダーサブシステムのコンポーネントの配置構成(arrangement)を示す図である。
【図５ａ】船舶上でのソナーサブシステムのコンポーネントのロケーションを示す図である。
【図５ｂ】船舶上でのソナーサブシステムのコンポーネントの配置構成を示す図である。
【図６】船舶に通信するために入手可能な地球観測(EO)データのタイプの略図である。
【図７】コントロールセンター内でEOデータを収集し、送信するプロセスを示す図である。
【図８】情報を取得し、分析し、エンドユーザに提示するプロセスを示す図である。
【図９】レーダーおよびソナーサブシステムから情報を取得し、前処理するプロセスを示す図である。
【図１０】レーダーおよびソナーサブシステムから情報を取得し、前処理する別のプロセスを示す図である。
【図１１】船舶の周囲状況の３Dシーンを生成し、処理するプロセスを示す図である。
【図１２】グラフィカルユーザインターフェースの機能を示す図である。
【図１３】グラフィカルユーザインターフェースの機能を示す図である。
【図１４】グラフィカルユーザインターフェースの機能を示す図である。
【図１５】グラフィカルユーザインターフェースの機能を示す図である。
【図１６】グラフィカルユーザインターフェースの機能を示す図である。
【図１７】グラフィカルユーザインターフェースの機能を示す図である。
【図１８】グラフィカルユーザインターフェースの機能を示す図である。
【図１９】グラフィカルユーザインターフェースの機能を示す図である。
【図２０】外部アラームシステムおよび対侵入者防御デバイスが、主処理デバイスに接続され得る方法を示す略図である。
【図２１】カタログおよび記憶サービスの構造の略図である。
【図２２】船舶上の主処理デバイスに情報源が接続される方法を示す別の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
システム構造
図１および２は、海洋船のためにセキュリティ、安全性、航行および対衝突ツールを提供するシステムを示す。システムは、クルーズ船１、オイル／ガスタンカー／浮遊式生成ユニット２または遊覧船３などの少なくとも１つの海洋船１、２および３を含む。システムはまた、通信リンクを介して海洋船の少なくとも１つと通信するコントロールセンター４を含むことができる。通信リンクは、１つまたは複数の通信衛星５を介した衛星リンクとして設けられてもよい。リンクはまた、インターネットに対する無線リンクであってよい。コントロールセンター４は、多数の外部情報源から海洋の気象学的および海洋学的(metocean)データならびに船舶情報を受信する。metoceanデータは、風データ、海流データおよび波データなどの海洋状態データ、ならびに、海氷密接度データ、海氷浮遊データ、海氷縁データおよび氷山データなどの海氷状態データを含む。船は、船が安全に操舵することを可能にする、コントロールセンター４を含む多数の情報源から情報を受信する。情報は、船の船体と海底との間の距離、船の座標、水の表面の上と下の両方の、船の所定の範囲内の他の物体の細部およびmetoceanデータを含んでもよい。
【００３９】
船上に位置する１つまたは複数の処理ユニットは、情報源からのデータを結合し、包括的な方法でデータを表示して、特に、船舶セキュリティ、船舶安全性、衝突防止および航行のためのツールを提供するようにする。情報源は、船上と船外の両方に位置し、船上情報源から取得される情報は、通信衛星５またはインターネットおよび陸上のコントロールセンター４を介して他の船に通信され得る。
【００４０】
船上情報源は、クルーズ船１に関して述べられるであろう。しかし、他の船２、３は、同様なシステムを稼動させる。さらに、システムの用途は、クルーズ船１、オイルタンカー２または遊覧船３に限定されないことが認識されるべきである。システムは、任意のタイプの適した船、海上設備または港湾または商港の設備の上で使用され得る。
【００４１】
従来の船舶に搭載される船舶１上の情報源は、全地球測位システム(Global Positioning System)(GPS)受信機６、超高周波(VHF)受信機７を含み、VHF受信機７は、GPS受信機と共に、船舶の位置が近い他の海洋船２、３に通信されることを可能にするAIS(Automatic Identification System)を提供する。船舶はまた、通常、チャートプロッタ、または航行情報を電子形態で記憶し提示するECDIS(Electronic Chart Display and Information System)などのコンパス８およびチャートソフトウェア９を有する。さらに、船舶は、風データ、速度データおよび海流データを集めるための従来のmetoceanセンサ１０を有する。さらに、船舶は、船舶の浮遊を評価するために、船舶の方位に対して平行な、かつ／または、横切る方向の水流を、船舶の下で測定するための、船首および／または船尾に位置するログ１１を有する。船舶はまた、通常、EPIRB(Emergency Position-Indicating Radio Beacon)を含むGMDSS(Global Maritime Distress Safety System)１２を備える。
【００４２】
船舶１の船上の情報源はまた、対象物表面・表面下および地形の、途切れのない全周カバリジ、すなわち、３６０°のサラウンドビューを提供するセンサの１つまたは複数のサブシステムを含む。地形データは、海底地形データ、ならびに、岩、海岸、リーフおよび環礁の観測結果を含んでもよい。表面および表面下の対象物としては、船、小さなボート、スキューバダイバー、浮遊コンテナ、ブイまたは甲板上の人を含んでもよい。各サブシステムは、空間において３次元でデータを収集する。そして別々のサブシステムからのデータを結合して、船舶１の周囲状況の完全な３Dシーンを提供することができる。１つのサブシステム１３は、水の表面上のデータを収集するように設計され、別のサブシステム１４は、水の表面下のデータを収集するように設計される。あるいは、または付加的に、システムはまた、水の表面層のデータを収集するように設計されたサブシステムからなってもよく、そのサブシステムは、図２２に関してより詳細に述べられる。以下において、水の上のデータ用のサブシステム１３は、複数のレーダーを備えるものとして述べ、水の下のデータ用のサブシステム１４は、複数のソナーセンサを備えるものとして述べる。表面層のデータ用の代替のさらなるサブシステムは、ライダ、あるいは、ライダならびにレーザおよび／または熱センサおよび／または赤外線センサの組合せを備えるものとして述べる。しかし、赤外線カメラ、光センサ、マイクロ波センサ、マルチ／ハイパースペクトルセンサなどの任意の適したセンサが使用され得ることが理解されるべきである。
【００４３】
レーダーおよびソナーサブシステムは、本発明によれば、空間において３次元(３D)でデータを収集する。さらに、データはまた、時間と共に更新され、それゆえ、時間はデータセットに４つめの次元を与える。以下において、３Dに対する言及は空間における３次元を意味すると考えられるべきである。
【００４４】
船舶上の従来のレーダーおよびソナーセンサは、空間において１次元または２次元のデータを、また、データが時間と共にどのように変化するかを記録するだけである。データを３次元で記録する、例えば、異なる角度から同じシーンの２つの画像を同時に記録するか、または、異なる時刻において同じシーンの２つの画像を記録し、次に、２つの画像からのデータを一緒に解釈する種々の技法が存在する。これらの技法は、地球観測衛星上のレーダーセンサから３Dデータセットを取得するために首尾よく使用されてきた。本発明によるレーダーおよびソナーサブシステム内の、データを３Dで記録するレーダーおよびソナーセンサは、本明細書では詳細に述べない。データを３Dで収集するための、任意の適した技術を使用するレーダーおよびソナーセンサが使用されてもよいことが認識されるべきである。以降で、「レーダーセンサ(radar sensor)」および「ソナーセンサ(sonar sensor)」という用語は、別途指定しない限り、データセットを３Dで提供するように構成されたレーダーセンサまたはソナーセンサを指すために使用される。
【００４５】
海の表面層の物体を観測するためのレーダーおよびソナーセンサの能力は制限されてもよい。表面層は、海深の最初の数メートルである。ライダセンサあるいはライダ、赤外線センサまたは熱センサの組合せは、付加的に、または、あるいは、表面層内の任意の物体を検出するために、表面層を透過するのに使用され得る。表面層内のデータを収集するための適した技術を使用する任意のライダセンサが使用されてもよいことが認識されるべきである。以降で、「表面センサ(surface sensor)」という用語は、別途指定しない限り、表面層データセットを提供するように構成されたライダ技術センサを指すために使用される。
【００４６】
船舶に搭載される情報源は、さらに、記憶およびカタログユニット１５を含み、記憶およびカタログユニット１５において、すべてのセンサからの未処理データおよび処理済みデータが、将来取り出すために記憶され得る。記憶およびカタログユニット１５はまた、本発明によるシステム内に設けられたエラー報告スキームの一部としてエラー報告を記憶する。
【００４７】
船舶１の外の情報源は、気象衛星およびGPS衛星を含む複数の地球観測(EO)衛星１６を含む。情報源はまた、海岸レーダー設備およびブイ設備などの陸上および海上の機器およびセンサ１７を含む。国および地域の当局および機関１８は、EO衛星１６ならびに陸上および海上の機器１７から取得されたデータを処理し、数値モデルを使用して予測を生成し、それによりデータに値を付加してもよい。国および地域の当局および機関の例は、宇宙機関、気象局、捜索および救助センターならびに宇宙機関および気象局からのデータを分析する予報センターである。
【００４８】
コントロールセンター４は、国および地域当局１８、陸上および海上の機器およびセンサならびにさらにEO衛星からの情報を処理してもよく、また、特に、コントロールセンター４からのデータの加入者に関連するさらなる数値モデルにおいて受信されたデータを使用してもよい。
【００４９】
コントロールセンター４はまた、海洋船１、２および３からの情報を記憶し、処理してもよい。海洋船２および３からの情報は、本明細書で述べる船舶１の配置構成と同様の船上情報源の配置構成から取得される。船舶において集められる任意のデータ、例えば、GPS、速度、方位およびmetoceanデータは、船１、２および３からコントロールセンター４に送出され得る。コントロールセンター４は、さらに、履歴データおよびエラー報告を記憶するために、船舶１の船上のカタログおよび記憶ユニット１５に匹敵するカタログおよび記憶ユニット１９を維持する。
【００５０】
図３に示すように、船舶１上のおよび船舶１外の、異なるセンサ、機器および処理ユニット間の接続がより詳細に図示される。主処理デバイス２０は、多数の情報源からデータを収集し、統合し、データをエンドユーザ２１aにグラフィカルに提示するために、船舶１上に設けられる。実際には、２つ以上のこうした処理デバイス２０が設けられてもよい。例えば、少なくとも１つの主処理デバイスは、船舶の船長が使用するために船のブリッジ上に位置することが考えられる。別の主処理デバイスは、航海士が使用するために設けられてもよく、また、船舶のブリッジ上か、または別の適したロケーションに位置してもよい。第３の主処理デバイスは、セキュリティ責任者のために設けられてもよく、また、船舶上に事務所が存在する場合、彼の事務所に位置してもよい。同様に、主処理デバイスに対するスレーブとして働き、かつ、その関連する主処理デバイスとまったく同じ情報を示す複数のより小規模の処理デバイスは、屋内および屋外の船舶の周りに設けられてもよい。少数の主処理デバイスおよびスレーブデバイスは、小型船上で使用されてもよい。例えば、小型の遊覧船３の船上には、１つだけの主処理デバイスが使用され、スレーブデバイスが使用されなくてもよい。
【００５１】
船舶上のユーザ２１aに加えて、多数の外部エンドユーザ２１bが、コントロールセンター４を介して主処理デバイスから情報を受信する。外部エンドユーザは、海岸監視者、警察、商港長、国および地域の当局および機関または船舶１の陸上管理事務所を含むが、それに限定されるものではない。
【００５２】
主処理デバイス２０は、すべてのセンサから受信されたデータを統合し、分析する統合ユニット２２を含む。統合ユニット２２は、カタログおよび記憶ユニット１５に接続される。カタログおよび記憶ユニット１５は、図３では、主処理デバイス２０内に位置するように示されるが、実際のデータ記憶は、船舶１全体にわたって分散され得ることが当業者に理解されるべきである。
【００５３】
統合ユニット２２はさらに、限定されるものではないが、ユーザ２１aから命令を受取るための、マウス、タッチパッド、タッチスクリーン、マイクロフォンまたはキーボードを含む１つまたはいくつかのユーザ入力デバイス２３に接続される。統合ユニット２２はさらに、１つまたはいくつかのグラフィカルユーザインターフェース２４、および、統合ユニット２２によって処理されたデータを包括的な方法でユーザ２１aに対して表示する１つまたはいくつかのディスプレイ２５に接続される。ディスプレイ２５は、２D LCDディスプレイであってよい。ディスプレイ２５はまた、自動立体視ステレオディスプレイなどの３Dディスプレイであってよい。統合ユニット２２に接続されたスピーカ２６はまた、ディスプレイ２５上に表示された情報に対して補助的な情報をエンドユーザに伝達するために設けられる。統合ユニット２２はさらに、限定されるものではないが、グラフィカルユーザインターフェース２４用のコードおよび設定、異なる船舶要員用のユーザプロファイル、電子形態での航海用海図および船舶に関する識別データを含む、アプリケーションプログラムを記憶するための、ランダムアクセスメモリなどのメモリ２７およびハードディスクなどの記憶装置２８に接続される。さらに、メモリ２７は、センサおよびEOデータが受信された後、所定の時間の間、センサおよびEOデータをメモリ２７に記憶するように構成されるため、ユーザは、カタログおよび記憶ユニット１５、１９にアクセスする必要なく、最新データを取り出すことができる。
【００５４】
外部に位置する独立型機器およびコントロールセンター４と通信するために、主処理デバイス２０はさらに、NMEAインターフェース２９、有線／無線ネットワークインターフェース３０およびSatcomインターフェース３１を備える。
【００５５】
NMEAインターフェース２９は、通常、主処理デバイス２０をVHFおよびAIS受信機７に、もし存在すれば、コンパス８、GPS受信機６、チャートソフトウェア９、metoceanデータを収集する船舶上の従来の機器１０、ログ１１およびGMDSS１２にリンクする。NMEAインターフェース２９を使用すると、主処理デバイス２０はまた、従来の船舶に搭載されたアラームシステム３２とインターフェースすることができる。船舶に搭載されたアラームシステム３２は、火災およびエンジン制御アラームのような種々のタイプのブリッジアラームを含んでもよい。
【００５６】
NMEAインターフェース２９はさらに、VDR(voyage data recorder)３３とインターフェースする。VDRは、船舶の船上の種々のセンサからのデータを収集するデータ記録システムである。VDR３３は、データをデジタル化し、圧縮し、外部に取付けられた保護記憶ユニット３４に記憶する。通常、主処理デバイス２０のディスプレイ２５からのスクリーンショットの最後の数時間が、保護記憶ユニット３４内の記録媒体上に記録されてもよい。同様に、船舶上における選択された無線通信が記憶されてもよい。一部の海洋船は、国際規制に従って、VDR３３および関連する保護記憶ユニット３４を持つことを要求される。保護記憶ユニット３４は、主要な海洋事故を元のまま存続させ、極端な圧力、熱、ショックおよび衝撃に耐えるように設計される。それゆえ、データは主要な事故後に回復され、事故を調べるために当局によって分析され得る。記録媒体３４はGMDSS１２と組合され得る。
【００５７】
外部エンドユーザ２１bがコントロールセンター４を介してリアルタイムに情報を受信するために、VDRユニット３３によって受信されたデータは、リアルタイムにSatcomインターフェース３１および／または無線インターフェース３０に提供されてもよいことが留意されるべきである。
【００５８】
さらに、NMEAインターフェース２９は、既存の従来のレーダーおよびソナーセンサ(図示せず)とインターフェースすることができる。NMEAインターフェース２９に接続された機器はすべて、当技術分野でよく知られており、本明細書で詳細には述べられないであろう。
【００５９】
有線／無線ネットワークインターフェース３０は、主処理デバイス２０をレーダーサブシステム１３およびソナーサブシステム１４にリンクする。サブシステムに対する通信リンクは、システムについて必要とされるデータレート、および主処理デバイス２０に対する船舶１上のサブシステムユニット１３、１４のロケーションに応じて有線であるか、または無線であることができる。その結果、有線／無線ネットワークインターフェースは、無線と有線の両方の通信プロトコルをサポートすることができてもよい。サブシステム１３、１４と主処理デバイス２０との間の通信リンクは、限定されるものではないが、オブジェクトメッセージ、診断メッセージ、システム状態メッセージおよびユーザ命令を含む種々のタイプのメッセージを運ぶように設計される。
【００６０】
さらに、有線／無線インターフェース３０は、主処理デバイス２０を、図２０に関してより詳細に述べる対侵入者防御装置３５にリンクする。
【００６１】
有線／無線インターフェース３０はまた、無線インターネットアクセスが利用可能である場所に船舶１が位置するときに、船舶１が、インターネット３６に無線で接続することを可能にする。
【００６２】
Satcomインターフェース３１は、通信衛星(Satcom)５を介して主処理デバイス２０をコントロールセンター４にリンクする。しかし、無線インターネットアクセスが利用可能である港湾内に船舶１があるとき、コントロールセンター４はまた、有線／無線ネットワークインターフェース３０を通してインターネットを通じてアクセスされ得る。Satcom５は、TCP／IP通信をサポートする暗号化リンクを提供する。情報を送受信するために、船舶１は十分に速い、通常、６４／２５６kbpsより速いアップリンク／ダウンリンク接続を持たなければならない。Satcom５は２方向通信リンクを提供するため、船舶１はコントロールセンター４から情報を受信するだけでなく、コントロールセンター４内のカタログおよび記憶ユニット１９に記憶するために、かつ／または、他の海洋船２、３に転送するために、船舶１上の主処理デバイス２０からコントロールセンター４へデータを送信することができる。データはまた、船舶１の主処理デバイス２０から他の海洋船２、３に直接送信されてもよい。さらに、データはまた、インターネットを通じて、直接にまたはコントロールセンター４を介して(海岸監視者、警察、港湾長、船管理事務所などのような)外部エンドユーザ２１bに送出されてもよい。
【００６３】
有線／無線ネットワークインターフェース３０およびSatcomインターフェース３１は、また、他の船舶にポイントツーポイントリンクを提供することもできる。
【００６４】
レーダーおよびソナーサブシステム１３、１４ならびにコントロールセンター４は、異なる通信プロトコルを使用してもよい独立型システムである。さらに、コントロールセンター４およびサブシステム１３、１４からの情報は、暗号化され、圧縮されてもよい。有線／無線インターフェース３０またはSatcomインターフェース３１は、コントロールセンター４からの情報を復号し、圧縮解除し、データを統合ユニット２２に転送することができる。有線／無線インターフェース３０およびSatcomインターフェース３１は、いずれのデータ自体をも必ず変換するというのではなく、３D座標内の物体の位置、物体のタイプ、物体の形状などのような一定の情報がデータフロー内で見出され得る場所を認識する。インターフェースは、統合ユニット２２によって理解され得る形式で情報を伝える。
【００６５】
レーダーサブシステム１３は、図４aおよび４bに関してより詳細に述べるレーダーセンサ３７および多数のレーダー処理ユニット３８を備える。ソナーサブシステム１４は、図５aおよび５bに関してより詳細に述べるソナーセンサ３９およびソナー処理ユニット４０を備える。
【００６６】
コントロールセンター４は、例えば、高速インターネット接続によって分析／予報センター１８aに電子的に接続され、分析／予報センター１８aは次に、met事務所１８bおよび／または１つまたは複数のEO衛星に接続されてもよい受信局１８cに直接的または間接的に接続される。コントロールセンターはまた、船舶１と通信する方法と同様の方法で、衛星通信リンクを介して他の海洋船２、３に通信することができる。衛星通信インターフェース４１は、Satcom５にインターフェースするために、コントロールセンター４内に設けられる。コントロールセンター４はさらに、インターネット３６を介して１つまたは複数の選択された外部エンドユーザ２１bに接続され得る。こうしたエンドユーザとしては、海岸監視者、警察、港湾管理者、認証機構、国および地域の当局および機関ならびに船舶、オイル／ガス生成ユニットまたは商港／港湾の運営のための種々のサービス事務所を含むことができる。
【００６７】
met事務所１８bはまた、例えば、インターネット３６またはTelexを介して天候データを提供してもよく、主処理デバイス２０は、コントロールセンター４を経由するのではなく、met事務所１８bからmet事務所１８bのサービスを通して天候データに直接アクセスすることができる。しかし、met事務所１８bのサービスを通して提供される情報は、通常、コントロールセンター４を通して提供される情報ほどには最新でなく、また、正確でない。図３に示すシステムによって、観測と船上のデータアクセスとの間の総合時間遅延は、通常、ほとんどのデータ(すなわち、EO観測衛星データ、陸上機器およびセンサのデータ、海上機器およびセンサのデータなど)について１時間未満である。この仮定は、高ビットレートデータについて有効であり、一方、低ビットレートデータは、数分以内にアクセス可能であるべきである。
【００６８】
選択された情報は、将来取り出すために、カタログおよび記憶ユニット１９に記憶される。選択された情報はまた、高レベル情報を導出するために、コントロールセンターサブシステム処理ユニット(CC SSP)４２において処理されてもよい。選択された情報は、海洋船１、２および３ならびに船舶１の外のデータ源１６、１７および１８から取得されてもよい。高レベル情報の例は、リアルタイムの燃料最適化航海計画情報である。他の機能、特に、航行、安全性およびセキュリティ、または、システムの外の観測結果の検証(例えば、新しいEO衛星ミッションからのデータの検証)に関連して高レベル情報を導出する機能は、ユーザ２１aまたは外部エンドユーザ２１bによる要求に応じてCC SSP４２内に含まれ得る。
【００６９】
要求された情報は、Satcom５を介して船舶１に送出される。情報は、船舶１に送出される前に、コントロールセンター４で圧縮され、暗号化される。コントロールセンター４から入手可能なEOデータのタイプおよび従来のmetoceanデータに対するこうしたデータの精度のレベルは、以下で図６に関してより詳細に述べられるであろう。
【００７０】
レーダーサブシステム
図４aおよび４bに示すように、複数のレーダーユニットは、船舶の周囲状況の完全な３Dシーン、すなわち、船舶１の周りの３６０°を提供する。さらに、レーダーサブシステム処理ユニット３８は、未処理データの異なるステージの処理について多数の異なる処理ユニットを備える。各レーダーセンサ３７は、センサユニット内に組込まれ、センサユニットは、センサ３７およびデジタル信号プロセッサ(DSP)４３を備える。センサ３７の出力は、DSP４３の入力に接続される。レーダーセンサ３７は、InSAR(imaging interferometric synthetic aperture radar)とすることができる。しかし、３D画像を提供する任意の適したレーダーセンサが使用され得る。DSPは、センサ３７からの信号を前処理する。センサユニットは、追跡プロセッサ４４に接続され、追跡プロセッサ４４は次に、有線または無線でレーダーサブシステムプロセッサ(RSSP)４５に接続される。RSSPは、通常、中央データ処理ユニット２０の近くに位置し、処理済みデータを中央データ処理ユニット２０に提供する。DSP４３、追跡プロセッサ４４およびRSSP４５は共に、レーダーサブシステム処理ユニット３８を構成する。
【００７１】
船舶１は、通常、船舶１の船首に１つの短距離センサ３７aと、船尾に１つの短距離センサ３７bと、左舷側および右舷側に取付けられたいくつかの短距離センサ３７c、３７d、３７e、３７fを有する。センサユニットは、その水平視野角に応じて選択された距離だけ離間して、船舶１の周りに完全でかつ途切れのない視野を達成する。さらに、通常、船舶１の前および後の観測エリアを広げるために、それぞれ、船首および船尾に取付けられた２つの遠距離センサ３７g、３７hが存在する。しかし、短距離センサユニットと遠距離センサユニットの任意の適した組合せが設けられる得ることが理解されるべきである。
【００７２】
遠距離センサの最小距離(range)は、短距離センサの最大距離で始まる。各レーダーセンサ３７a〜３７hは、DSP４３a〜４３hも含むレーダーユニット内に設けられる。さらに、各レーダーユニットについて、関連する追跡プロセッサ４４a〜４４hが存在する。単一RSSP４５は、すべての追跡プロセッサ４４a〜４４hと通信する。
【００７３】
すべてのレーダーセンサ３７は、通常、水からの同じ垂直距離に設置され、自由な視野を持って取付けられる。短距離センサは、その垂直ビームの下方部分が、ある水位で船体のちょうど外側で散乱するように取付けられる。各レーダーは、通常１０°の垂直視野、すなわち、船舶から５００メートル距離において約１００m垂直距離および少なくとも９０°の水平視野を有する。一部の実施形態では、水平視野は１８０°である。レーダーは海事周波数帯で動作する。信号偏向は、好ましくは、波散乱を低減し、「水の外の(out-of-water)」検出を高めるために送信時に水平であり、また、受信時に水平である(HH)他の偏向の組合せが、特に低い入射角度について使用され得る。短距離センサと長距離センサは共に、通常、船尾および船首で使用されるため、船舶１の前後合わせて数キロメートルが観測される。
【００７４】
センサは、センサに達する反射した無線信号の特性を測定して、反射を引き起こした物体に対する距離ならびに物体の性質および振舞い(例えば、物体の形状、サイズ、速度、方位方向および本物の画像)を決定する。レーダーは、海洋船、ブイ、水泳者、漂流物などに加えて、異常に高い波を含むmetoceanデータも検出することができることが認識されるべきである。
【００７５】
DSPによって実施される前処理は、当技術分野でよく知られており、本明細書で詳細には述べない。データは、追跡プロセッサ４４に渡されると、物体が追跡され得るように他のフレームと比較される(また、通常、例えば、カルマンおよびリーフィルタリングを使用してフィルタリングされる)。追跡することは、各フレームについて、次のフレームにおける物体の位置の推定値を計算すること、および、次のフレーム内の推定位置で物体を探すことを含む。物体の軌跡が推定され、RSSP４５に報告される。追跡プロセッサ４４は、多数の物体を同時に追跡することができるべきである。好ましくは、同時に追跡される物体の数は、航行、セキュリティおよび安全性評価についてすべての関連物体が追跡されることを可能にするのに十分に大きくあるべきである。データが、レーダーサブシステムプロセッサ４５で受信されると、異なるセンサからのデータが関係付けられる。２つのセンサが同じ物体を登録したという可能性があり、RSSP４５は、１つのセンサによって発見された物体を別のセンサによって発見された物体と比較する。RSSP４５はまた、船舶１と物体との間の可能性のある衝突のシミュレーションを実行する、すなわち、RSSP４５は、例えば、物体について最接近点(closest point of approach)(CPA)および最接近時間(time to closest point of approach)(TCPA)を計算する。図２１に関してさらに説明するように、すべてのデータは記憶され、メタデータと共に送信される。メタデータは、関連する未処理データセットおよび処理済みデータセットを記述し、また、特定のデータセットを後で取り出すために、採取日時、処理日時、データが収集された地理的ロケーション、レーダーセンサ３７から取得されるデータについての「遠距離レーダー(far-range radar)」または「短距離レーダー(short-range radar)」などのデータセットのタイプ、データセットの所有者などのような、パラメータを含む。
【００７６】
図４aおよび４bに関して、DSP４３と追跡プロセッサ４４との間の通信リンクが、ローカルエリアネットワーク(LAN)リンクとして述べられ、追跡プロセッサ４４とRSSP４５との間の通信リンクが、無線ローカルエリアネットワーク(W-LAN)リンクとして述べられたが、図４aおよび４bは、制限されるものではなく例示であり、通信リンクは、例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)またはシリアルペリフェラルインターフェース(SPI)リンクを用いて設けられ得ることが理解されるべきである。
【００７７】
さらに、図４aおよび４bに示す略ボックスは、別個の物理デバイスではなく、実行されるプロセスを表すものとして解釈される。一部の実施形態では、例えば、追跡プロセッサ４４a〜４４hがRSSP４５内に位置すること、または、DSP４３および追跡プロセッサ４４が結合されて単一ユニットになることが好ましい場合がある。
【００７８】
ソナーサブシステム
１つまたはいくつかのソナーヘッド３９は、水面下で船舶１の３６０°周囲状況の完全な３Dマップを提供することが要求される。図５aおよび５bは、２つのソナーヘッド３９a、３９bが使用される実施形態を示す。単一ソナーヘッドだけが使用される場合、ソナーヘッドは船舶の下に沈められ、かつ、単一支持体上で４つのソナーヘッドをミラーリングする円形ソナーヘッドとして設けられてもよい。３つ以上のソナーヘッドも使用され得る。
【００７９】
ソナーサブシステム処理ユニット４０は、ソナーセンサ３９からの未処理データの異なるステージの処理について多数の異なる処理ユニットを備える。サブシステム処理ユニット４０は、図５aおよび５bに関して述べるが、サブシステム処理ユニット４０が、単一円形ソナーヘッドと共に動作するようにも適合できることは明らかなはずである。
【００８０】
各ソナーヘッド３９は、変換器および受信機を含む。図５aおよび５bに示すように、ソナーヘッド３９は、DSP４６も備えるソナーユニット内に設けられる。ソナーヘッド３９は、データで指示された物体を追跡するために、有線リンクを介して追跡プロセッサ４７に接続される。追跡プロセッサ４７は、ソナーサブシステムプロセッサ(SSSP)４８に無線で接続されるか、または配線され、ソナーサブシステムプロセッサ(SSSP)４８は次に、中央データ処理ユニット２０に無線で接続されるか、または配線される。DSP４６、追跡プロセッサ４７およびSSSP４８は共に、ソナーサブシステム処理ユニット４０を構成する。
【００８１】
単一円形ソナーヘッドが存在する場合、ソナーヘッドは、船舶１の下に同一平面に取付けられる。図５aおよび５bの場合、船舶１の船体上に同一平面に取付けられた２つのソナーヘッド３９a、３９bが存在する。１つのソナーヘッド３９aは船首に配置され、１つのソナーヘッド３９bは船舶１の下の中央に位置する。各ソナーヘッド３９a、３９bは、関連するDSP４６a、４６bおよび関連する追跡プロセッサ４７a、４７bを有する。すべての追跡プロセッサは単一SSSP４８に接続する。図５aは、上からの船舶１を示すものであり、ソナーヘッド３９a、３９b、DSP４６a、４６bおよび追跡プロセッサ４７a、４７bのロケーションは概略的に示される。ソナーヘッド３９は、船体上のできる限り深いところに取付けられる。もちろん、図５aおよび５bに関して述べたセンサのロケーションおよび数は例示にすぎず、任意の数の適したセンサが使用され得る。
【００８２】
ソナーセンサ３９は、前方に少なくとも数キロメートルまで、および他の方向に数百メートルまでの範囲を有する。センサ構成は、水平に３６０°視野を有するが、通常、垂直に数十メートルの観測範囲に制限される。ソナーは通常、１〜数百キロヘルツの周波数範囲で動作し、システムは少なくとも２５ノットまでの速度で動作するように設計される。
【００８３】
ソナーヘッドおよびDSPは本質的に、センサに達する反射した信号の特性を測定して、反射を引き起こした物体に対する距離ならびに物体の性質および振舞い(例えば、物体のサイズ、速度、方位方向および本物の画像)を決定する。
【００８４】
DSPによって実施される前処理は、当技術分野でよく知られており、本明細書で詳細には述べない。データは追跡プロセッサに渡されると、１つのフレーム内のデータが、物体が追跡され得るように他のフレームと比較される(また、通常、例えば、カルマンおよびリーフィルタリングを使用してフィルタリングされる)。追跡することは、各フレームについて、次のフレームにおける物体の推定位置を計算すること、および、次のフレーム内の推定位置で物体を探すことを含む。物体の軌跡が推定され、SSSP４８に報告される。好ましくは、同時に追跡される物体の数は、航行、セキュリティおよび安全性評価についてすべての関連する観測結果を追跡するのに十分に大きくあるべきである。データがSSSPで受信されると、異なるセンサからのデータが関係付けられる。２つのセンサが同じ物体を登録したという可能性があり、SSSP４８は、１つのセンサによって発見された物体を別のセンサによって発見された物体と比較する。SSSPはまた、船舶と物体との間の最終的な衝突のシミュレーションを実行する。例えば、シミュレーションは、船舶１に対する物体のCPAおよびTCPAの推定値を提供することになる。図２１に関してさらに説明するように、すべてのデータは記憶され、メタデータと共に送信される。メタデータは、関連する未処理データセットまたは処理済みデータセットを記述し、また、特定のデータセットを後で取り出すために、採取日時、処理日時、データが収集された地理的ロケーション、ソナーセンサから取得されるデータについての「ソナー(sonar)」などのデータセットのタイプ、データセットの所有者などのような、パラメータを含む。
【００８５】
好ましくは、ソナーサブシステムの分解能は、船舶の錨を示すのに十分に良好である。一実施形態では、錨が移動するとソナーヘッドによって受信される(pick up)信号を送出するための加速度計が錨に取付けられる。
【００８６】
DSP４６と追跡プロセッサ４７との接続は、有線LAN接続であるように図５bに示され、追跡プロセッサ４７とSSSP４８との接続は、W-LAN接続であるように示される。しかし、接続は、USBおよびSPI接続を含む任意の適した接続であることが理解されるべきである。
【００８７】
さらに、異なる処理ユニットについての図５aおよび５bに示す略ボックスは、別個の物理デバイスではなく、実行されるプロセスを表すものとして解釈されることにする。一部の実施形態では、例えば、追跡プロセッサがSSSP内に位置すること、または、DSPおよび追跡プロセッサが結合されて単一ユニットになることが好ましい場合がある。
【００８８】
コントロールセンター
コントロールセンターから入手可能なデータの大部分は、EO衛星観測結果に起因する。しかしながら、データは同様に、陸上および海上の観測結果から、また、分析および予報センター１８aか、またはコントロールセンター４において実行された数値モデルから導出されてもよい。
【００８９】
図６に示すように、コントロールセンターによって処理されたデータは、それゆえ、その起源に従って分類され得る。分類は、EO衛星データ４９、陸上観測結果５０、海上観測結果５１、数値モデルデータ５２および船舶からの観測結果５３を含む。EO衛星データ４９、陸上観測結果５０、海上観測結果５１および他の船舶からの観測結果５３は、コントロールセンター４のCC SSP４２における数値シミュレーションのデータ同化および高レベルデータ分析用の入力として使用され得る。数値シミュレーションの結果は、結果が実際の観測ではなく数値シミュレーションから導出されたことを示すメタデータと共に送信される。高レベルデータ分析は、例えば、１つのロケーションから別のロケーションへ航行する船の最も燃料効率のよい航海計画を計算することを含んでもよい。計算は、船の水動力学モデル、連続して更新されるmetoceanデータならびに船の位置、速度および方位に基づくことになる。計算は、航海計画に対してmetocean状況が変化するにつれて、連続して実施されるであろう。他の高レベルデータ分析は、高められた航行、安全性および／またはセキュリティ情報をユーザ２１aおよびエンドユーザ２１bに提供するための関連する計算を含んでもよい。最も燃料効率のよい航海計画の計算を含む高レベルデータ分析は、また、船舶上の主処理デバイス２０において実施され得る。
【００９０】
海上観測結果は、主に他の船舶に起因するものとして本明細書で述べられる。しかし、海上観測結果が、例えば、ブイに係留されたレーダーおよび他のセンサ設備、ならびに、オイル／ガス生成プラットフォームおよび／または記憶プラットフォーム上に設置されたセンサから導出されるという可能性がある。メタデータを含む船舶１からの情報は、航海中にコントロールセンター４に送出される。例えば、出発する際に、船舶の航海計画をコントロールセンターに提出することができ、航路に沿って船舶から受信されるmetoceanおよび目標物データは、航海計画を考慮してコントロールセンターにおいて処理することができる。データはその後、同じ航路に沿って航海するか、または船舶１の航路を横切る他の船に送出され得る。
【００９１】
EO衛星データ、陸上観測結果データおよび一部の海上観測結果データは、図２に関して先に述べたように、国および地域の当局および機関１８によって受信される可能性がある。
【００９２】
コントロールセンター４において受信される、または取得されるすべての情報は、コントロールセンター４においてCC SSP４２によって処理され、その起源ではなくその主題に従って分類される異なるタイプのデータに関連付けられる。出力データは、静的および動的な目標物データ５４ならびに海洋状態データ５５および海氷状態データ５６を含むmetoceanデータを含む。目標物データ５４は、海上の船、ブイ、オイルプラットフォームなどのような物体に関する情報を含む。船舶に送出される前に、景色データを廃棄するために、目標物データがマスクされてもよい。海洋状態データ５５は、海波データ５７、海流データ５８および風データ５９を含むが、それに限定されるものではない。任意特定のロケーションにおける波の最大高さ、波の速度および方向、海流の速度および方向ならびにその特定のロケーションにおける風の速度および方向が、通常、計算される。海氷状態データ５６は、氷密接度データ６０、氷浮遊データ６１、海氷縁データ６２および氷山データ６３を含むが、それに限定されるものではない。しかし、より詳細なデータおよび他のタイプのデータ、例えば、オイル汚染、漂流物、警報なども提供され得る。目標物データ５４、海洋状態データ５５および海氷状態データ５６は、衛星観測結果、陸上観測結果、海上観測結果および数値モデル出力データの組合せから導出されて、船に送出される前に、データの総合品質が高められてもよい。
【００９３】
コントロールセンター４が利用可能な多数の情報源が、同じ観測に関連する場合、例えば、EO衛星データと船舶から受信されるデータが共に、同じ暴風に関する情報を含む場合、コントロールセンターから受信されるデータは、入手可能なすべての異なるデータから合成されてもよい。多数の異なる情報源からのデータを合成することによって、測定精度がしばしば著しく改善される可能性がある。
【００９４】
換言すれば、CC SSP４２は、異なるデータ収集法を使用して取得され、かつ、同じ物体の観測結果またはmetocean状況を構成するデータの一般的な関連付けおよび評価を実施して、総合品質およびスループット時間を改善してもよい。例えば、AIS物体は、レーダー、ソナー、ライダ、受動衛星、海岸局および船上VHF／AISシステムによって観測され得る。異なる収集を使用して取得されるが、同じ物体に関連するデータの関連付けおよび評価は、また、主処理デバイス２０において実施されてもよい。
【００９５】
現場での観測結果
コントロールセンター４は、本発明によるシステムを有する船舶の航海計画に応じて選択される時間およびロケーションについてすべての入手可能な観測結果を提供する。すべての入手可能なデータは、航路に沿って船舶が航行するときに、時間遅延なしで船舶に送出される。これは、船舶が入手可能な最新でかつ適切なデータを受信することを保証する。従来のシステムでは、船舶に関連する観測の正確なロケーションおよび時間は、データの提供者によって知られていない。その結果、データは広い領域について、また、長い時間にわたって集められ、いずれの船舶にも大量に送出される。提供されるデータのユーザにとっての全体の利益を増すために、データは必要とされるときに送出され、また、船舶の正確なロケーション、時間および状況に調整され得る。先に述べたように、コントロールセンターはまた、例えば、船について最も燃料効率のよい航海計画および航行速度を計算することによってデータに価値を与え得る。
【００９６】
データ品質
予測データを含む、コントロールセンター４からのすべてのデータは、測定または観測の品質の推定値、すなわち、データの不確定要素を備える。例えば、物体の高さは、３０m±１mとして与えられてもよい。同様に、サブシステム１３、１４および従来の機器から船舶に関して取得されるすべてのデータは、測定の不確定性と共に記憶される。さらに、検出される各物体について、表示される物体に実際に対応する検出されるデータの確率を指示するデータ検出品質尺度が提供される。例えば、検出される信号が大量の雑音を含む場合、確率は低い可能性がある。その結果、データセットに関連するデータ品質尺度は、首尾よい物体検出の確率の指示と物理パラメータの不確定性の推定の両方を提供する。
【００９７】
未処理データの品質尺度は、データを集めた機器についての較正プロセスにおいて決定される。しかし、データが、数値シミュレーションの予測として導出される、かつ／または、いくつかの異なる情報源からのデータから合成される場合、得られるデータの品質尺度は、最終値を導出するのに使用される元の未処理データの品質から計算される。データの精度の計算は、コントロールセンター４および／または主処理デバイス２０の両方で実施されてもよい。例えば、コントロールセンターから受信されるmetoceanデータが、サブシステム１３、１４において取得されるmetoceanデータと結合されるとき、コントロールセンターから受信されるデータは、サブシステムにおいて取得されるデータと比較され、表示されるデータの品質尺度が計算される。測定および観測の品質尺度はまた、カタログおよび記憶ユニット１５、１９にセーブされる。測定および観測のすべての品質評価は、いずれのセキュリティ、安全性または航行評価におけるシーマスターにとって重要であると考えられる。
【００９８】
運営
システムの運営をここで述べる。第１に、コントロールセンター４の１つまたは複数のサービス(図示せず)において実行されるプロセスが、図７を参照して述べる。ステップ７．１にて、新しい情報が情報源の任意の情報源から受信されたかどうかをチェックするプロセスが実施される。情報は、例えば、EO衛星軌道設定に応じて細切れに受信される。入手可能な新しい情報が存在する場合、新しい情報はステップ７．２にて受信され、ステップ７．３にて処理され、ステップ７．４にて記憶される。処理は、陸エリアを廃棄することなど、データを地理的にマスクすること、および、データの信頼性をチェックすることを含んでもよい。すべてのデータセットが少なくとも２つの異なるアルゴリズムで処理されて、データセットの強みおよび弱みを評価することが望ましい。データの各セットは、データの信頼尺度、すなわち、データの品質および精度と共に記憶される(以下を参照されたい)。
【００９９】
コントロールセンター４は、任意のある時に複数の船舶に情報を供給する。アクティブな要求を有する船舶およびその船舶が要求した情報を列挙するデータベース内のレコードが、ステップ７．５にてチェックされる。船舶がその航海計画または航路をコントロールセンター４に送信すると、データを求める船舶からの要求が自動的に行われる。コントロールセンターに対する航路計画の提出は、また、metoceanデータおよび目標物データの船舶からコントロールセンター４への送信を始動する。航海計画は、通常、航路の始めに提出される。さらに、船舶の推定速度も同時に提出される。
【０１００】
航海計画および推定速度を使用して、航路に沿って船舶が異なるロケーションにいることになる時間が、コントロールセンター４において計算され得る。計算された時間およびロケーションデータは、コントロールセンターからの、新しいデータを求める要求として役立つ。あるいは、ユーザは主処理デバイスに正しい命令を入力することによって、新しいデータを要求することができ、これは、以下で図８に関してより詳細に述べる。
【０１０１】
各ユーザ要求について、要求される新しいデータがステップ７．６にて取り出され、ステップ７．７にて船舶１に送出される。システムはその後、プロセスを繰り返し、ステップ７．１にて新しいデータがあるかチェックすることになる。他のユーザ要求が存在しない場合、システムは、即座の送出に最新データが入手可能になるように、新しいデータがあるかをチェックすることに戻ることになる。
【０１０２】
図８に示すように、情報を収集し、分析し、エンドユーザに対して表示するという船舶に関するデフォルトプロセスをここで述べる。データを集め、分析するいくつかの別個のプロセスは、独立に実行される。好ましくは、レーダーおよびソナーサブシステムは常にオンである。しかし、船舶は港湾内にある場合、コントロールセンターからEOデータを受信する必要がない可能性がある。ステップ８．１にて、レーダーおよびソナーサブシステムはセンサからのデータを記録し、最初の前処理を実施する。ステップ８．１は、以下で図９および１０に関してより詳細に述べる。
【０１０３】
ステップ８．２にて、船舶が、例えば、港湾を去るとき、航海計画がコントロールセンター４に提出される。船舶は、航路に沿う船の推定速度に関する情報も提出する。コントロールセンター４は今や、異なる時点における船舶のロケーションの推定を計算するのに十分な情報を有する。航海計画の提出は、EOデータを求める要求として解釈される。航海中に実際の航路が航海計画から偏移する場合、新しい航路が計算され、提出され、コントロールセンター４における記憶された要求が更新されることになる。航海計画と実際の航路との間の偏移は、通常、GPSシステムを使用して取得される船舶の現在ロケーションを、現在時刻についての航海計画による船舶の推定ロケーションと比較することによって自動的に計算される。さらに、ユーザ入力デバイスおよびグラフィカルユーザインターフェースを使用して、ユーザはまた、航路を提出することなく特定の情報を要求してもよい。
【０１０４】
ステップ８．３にて、コントロールセンター４からのEOデータは、Satcom５を介して受信される。コントロールセンター４からのEOデータが、船舶１上のカタログおよび記憶ユニット１５に記憶されることは必要でない。それは、EOデータが既に陸上でカタログおよび記憶ユニット１９に記憶され、いつでも要求され得るからである。
【０１０５】
さらに、ステップ８．４にて、通常NMEAインターフェース２９に接続される他の船舶センサからの、船舶の位置、局所風データ、船舶の方位などのようなさらなるデータが取得される。この情報はまた、船舶１上で標識が付けられ、カタログおよび記憶ユニット１５に記憶され得る。NMEAインターフェース２９を通して受信されたデータは、コントロールセンター４ならびにレーダーおよびソナーサブシステムから受信された情報に関連付けされ得る。例えば、レーダーおよびソナーデータは、船舶１の周辺の海洋船を指示してもよい。検出された海洋船はまた、本発明によるシステムを操作して、その航路およびセンサデータをコントロールセンター４に送出した可能性がある。さらに、AIS７は、船から識別データを受信した可能性がある。レーダーサブシステム１３、ソナーサブシステム１４、コントロールセンター４およびAIS７からのデータは、その後、検出された海洋船に関する包括的なデータセットがシステムのエンドユーザに提示され得るように関係付けされ得る。
【０１０６】
ステップ８．１、８．３および８．４は、入手可能な新しいデータが存在するとすぐに繰り返される。しかし、これらのステップは、所定順序で実施される必要がない可能性がある。ステップ８．１、８．２および８．３の任意のステップは省略されてもよい。例えば、レーダーおよびソナーサブシステムからの新しいデータはずっと高い頻度で、また、NMEAインターフェース２９に接続される機器からのさらなる情報よりずっと詳細に提供される。その結果、レーダーおよびソナーデータが更新されるときはいつでも、NMEAインターフェース２９に接続される機器からの新しいさらなるデータが存在しない可能性がある。さらに、ステップ８．２および８．３は、ユーザがEOデータに関心がない場合、完全に省略されてもよい。
【０１０７】
ステップ８．５にて、新しいデータは、主処理デバイス２０において受信される。主処理デバイス２０内の有線／無線ネットワークインターフェース３０およびSatcomインターフェース３１は、レーダーおよびソナーサブシステム１３、１４ならびにコントロールセンター４から情報を受信し、データを圧縮解除し、復号する。データはその後、統合ユニット２２に通信される。
【０１０８】
統合ユニットにおいて、レーダーおよびソナーセンササブシステム１３、１４ならびにコントロールセンター４からのデータは、結合され３Dシーンになる。統合ユニットは、各データセットのタイムスタンプをチェックし、シーンの別個の部分を、シーンのそのセクションのもとになる新しいデータが情報源から入手されるときに独立して更新する。データセットの結合は、異なるタイプのセンサからの情報の異なる精度レベルおよび品質を考慮して実施される。NMEAインターフェースを通じて受信されるデータならびにレーダーおよびソナーサブシステムならびにコントロールセンターから受信されるデータを含むさらなるデータは、解釈および視覚化プロセスを補助するのに使用される。さらに、同じ観測のデータが２つ以上の情報源から受信される場合、元のデータセットの両方から導出される新しいデータセットが合成されて総合品質を改善してもよい。シーンの状態は評価され、分析され、シーンの重要な情報がフラグを立てられる。現在シーンの１つまたは複数のビューは、その後、ユーザ命令に従って描写され、GUI２４に渡される。情報の異なる分析も、ユーザ命令に応じて実施され得る。
【０１０９】
ユーザに関連する可能性があり、かつ、３Dシーンに含まれない任意のさらなるデータもまた、GUIに転送されて数値データとして表示される。さらなるデータは、NMEAインターフェースを通じて受信されたデータから導出されるが、レーダーおよびソナーサブシステムならびにコントロールセンターから導出されてもよい。
【０１１０】
データの処理結果は正しく標識が付けられ、カタログおよび記憶ユニット１５に記憶される。通常、未処理データおよび処理済み最終データセットだけがカタログおよび記憶ユニット１５に記憶される。中間データセットは、記憶された未処理データから再び導出され得るため記憶されない。
【０１１１】
統合ユニット２２において実行されるプロセスは、図１１に関して以下でより詳細に述べられるであろう。
【０１１２】
図８に示すように、ステップ８．６にて、システムは未処理データまたは処理済みデータの任意のデータがコントロールセンター４に送出されるべきかどうかを判定する。例えば、船舶がその航路を提出することによって、または任意の他の手段によって、コントロールセンター４との通信リンクを開通させ、それにより、コントロールセンターを介して他の船舶からの情報を受信する場合、船舶１のオペレータは、船舶１上で集めたデータ(例えば、metoceanデータ)を、コントロールセンターを通して他の船舶と進んで共有してもよい。いずれの情報も、他の船舶に関連すると考えられ、オペレータがコントロールセンターに対してデータの通信を許可されている場合、プロシジャは継続してステップ８．７に進み、データが送信される。データが送信された後、または、データが送信されると同時に、システムはステップ８．８に進む。船舶がデータを共有しない場合、システムはコントロールセンター４のデータを送信することなくステップ８．８に直接進む。
【０１１３】
ステップ８．８にて、GUI２４は統合ユニット２２から情報を受信する。GUIは、３Dシーンの描写されたビュー、船舶の横方向２Dビューならびにその周囲状況およびさらなるデータを表示するよう、ディスプレイ２５を制御する。GUIはまた、物体が継続してその現在コース内にある場合、特に接近した物体および／または船舶と物体の衝突の推定時刻などのシーンにおいて重要な情報を強調する。風、速度、深さ、海流などのようなさらなるデータは、数値形態で表に表示される。
【０１１４】
図８は、情報を取得し、分析し、エンドユーザに提示するプロセスの一例にすぎないことが留意されるべきである。ステップは、異なる順序で実施され、異なるイベントによってトリガーされ得る。図８は、制限されるものでなく例示であるとしてだけ解釈される。
【０１１５】
ステップ８．１は、ここで、図９および１０に関してより詳細に述べられる。サブシステムからのデータは処理されて、船舶の周辺における物体マップまたは物体の本物の画像マップを提供してもよい。
【０１１６】
物体マップは、物体のリターンからのデータを使用して、リターンを関連付け、それにより、目標物を分類し、目標物の範囲、その位置および速度を測定する。物体マップは、通常、例えばアイコンのように、物体のシンボル表現として表示される。本物の画像マップ(例えばビットマップ)は、高度な技法を使用して物体のビデオに似た画像を生成する。
【０１１７】
画像マップを提供するのに比べて、物体マップを提供するのにより少ないメモリおよび処理パワーが必要とされ、その結果、ほとんどのセンサデータは、デフォルトで物体マップを生成するために使用されるだけである。物体マップを提供するプロセスは、図９を参照して述べる。画像マップを提供するプロセスは、図１０を参照して述べる。
【０１１８】
システムが使用中であるとき、レーダーおよびソナーセンサは船舶の周辺における物体からの反射のためのパルスを送信する。ステップ９．１にて反射信号が受信され、ステップ９．２にて反射信号が前処理のためにDSPに渡される。船舶の周辺において物体を指示するデータが前処理された信号内に存在することが、その後検出され、ステップ９．３にて検出された物体が追跡される。物体を追跡するプロセスは、通常、それぞれ、レーダーおよびソナーサブシステム１３、１４の追跡プロセッサ４４、４７において実行される。海洋船およびブイなどの物体に加えて、レーダーおよびソナーサブシステム１３、１４は、また、metoceanデータおよび他の環境観測データを取得してもよい。例えば、レーダーサブシステムは高波観測データを取得してもよく、ソナーサブシステムは海流データを取得してもよい。
【０１１９】
ステップ９．４にて、データがレーダーデータであるか、ソナーデータであるかに応じて、各センサからレーダーまたはソナーサブシステムプロセッサ４５、４８に物体マップが提供される。ステップ９．５にて、サブシステムプロセッサは異なるセンサからの物体マップを関係付け、物体を同時登録する。例えば、２つのセンサは、例えば、船舶が移動しているとき、または２つのセンサの視野がオーバラップするときに、同じ物体を検出するという可能性がある。各物体が登録された後、ステップ９．６にて物体が分析される。静的および動的な各物体の位置は、センサに対する座標から船舶座標に変換される。さらに、動的な各物体の方向および速度が計算される。速度は時間に対して物体の軌跡を分析することによって、かつ／または、物体からの反射信号のドプラーシフトを分析することによって見出され得る。船舶１の動きもまた考慮される。ステップ９．７にて、物体と船舶１との間の可能性のある衝突がシミュレートされ、衝突が起こる可能性がある場合、衝突時間および衝突点が計算される。分析の結果および処理された物体マップは、その後、ステップ９．８にて主処理デバイス２０に報告される。主処理デバイスはまた、船舶に近い動的な各物体の、船舶との衝突の速度、方向および時間について数値データを受信する。
【０１２０】
GUIにおいて、すべての物体は、デフォルトで、グラフィックシンボルによって表される。その結果、大型ボートは大型ボートのグラフィックシンボルによって表され、ディンギーはディンギーのグラフィックシンボルによって表される。あるタイプおよびブランドの船および物体の固有のフィーチャがセンサによって検出され、物体についてのグラフィカルシンボルが、検出された物体のタイプおよびブランドに相当するように選択され得ることも考えられる。しかし、一部の状況では、ユーザは物体の本物の３D画像を見たいと思う場合がある。例えば、グラフィックシンボルとは対照的に、船の本物の画像は、船上の人々の人数および船の形状を示すことができる。物体についてグラフィックシンボルを選択するのに比べて、物体の本物の３D画像を生成するのに高い処理パワーおよび多くのメモリが要求される。その結果、物体のグラフィックシンボルはデフォルトで提供される。しかし、物体の本物の３D画像または周囲状況のセクションは、例えば、GUI２４において物体またはセクション上をダブルクリックすることによって、エンドユーザによって要求され得る。あるいは、システムは、３Dシーンの事前定義されたセクションの、所定の物体タイプの、または事前定義された地理的エリア内の３D画像を自動生成することができる。例えば、多数の種々のタイプの物体が船舶の周辺において予想されるある航路に沿って、システムの設定は本物の画像がすべての物体について生成されるべきであることを指示してもよい。さらに、システムの設定は、物体が船舶１に関して衝突方位上にあることをシミュレーションが指示する場合、または船舶が港湾内にあるとき、物体が船舶の方向に向きを定めている場合、物体について本物の画像が生成されるようにトリガーされてもよい。
【０１２１】
図１０に示すように、物体の本物の画像を要求し、生成するプロセスについてここで述べる。物体の本物の画像を生成するための命令は、統合ユニット２２において受信される。命令は、主処理デバイスにおいて受信されるユーザ入力の結果として、または、システムにおける予め記憶された設定の結果として生成されてもよい。統合ユニットは、ユーザ要求が関連する船舶座標の面積および時間枠を計算する。統合ユニットはまた、レーダーのデータが必要とされるか、ソナーのデータが必要とされるか、またはレーダーとソナーの両方のデータが必要とされるかを選択する。ユーザ要求がレーダーデータに関連するか、ソナーデータに関連するかに応じて、統合ユニットは、ステップ１０．２にて、有線／無線ネットワークインターフェース３０を介して、レーダーSSP４５か、ソナーSSP４８か、またはその両方にユーザ要求を送信する。SSP４５、４８は、ステップ１０．３にて、ユーザ要求が２つ以上のセンサに関連するかどうかを判定する。例えば、ユーザが３Dシーンの大きなセクションを選択した場合、全体のセクションの本物の３D画像を提供するために、複数のセンサからのデータが要求されることになる。しかし、ユーザが単一物体を選択しただけである場合、センサのうちの１つのセンサからのデータだけが必要とされるという可能性がある。本物の画像を求めるユーザ要求がそれについて当てはまらないセンサデータは、図９に関して述べた方法で処理される。
【０１２２】
ユーザ要求を満たすために、１つのセンサだけからのデータが必要とされると判定される場合、プロセスはステップ１０．４に進み、関連するセンサからのデータが取り出される。データはその後、ステップ１０．５にてDSPで前処理される。前処理は、高品質画像を準備するために、物体マップを生成するためのステップ９．２の処理に対するさらなる処理を含んでもよい。データはその後、ステップ１０．６にて追跡ユニットに渡され、物体が追跡される。得られる物体マップは、ステップ１０．７にてSSPに送信される。ステップ１０．８にて、SSPは画像処理、例えば、干渉合成開口レーダー画像処理を実施する。干渉合成開口画像処理は当技術分野で知られており、したがって、本明細書では詳細に述べない。SSPはさらに、例えば、画像を船舶座標に変換することを含む後処理を実施する。ステップ１０．９にて、画像マップが主処理デバイス２０に送信される。
【０１２３】
ステップ１０．３にて、ユーザ要求を満たすために複数のセンサからのデータが必要とされると判定される場合、プロセスはステップ１０．１０に進み、すべての関連するセンサからのデータが取り出される。各物体からのデータはその後、単一センサからのデータについてステップ１０．５に関して述べたように、ステップ１０．１１にて前処理される。物体追跡はその後、ステップ１０．１２にて各データセットについて実行される。得られる物体マップは、ステップ１０．１３にてレーダーおよび／またはソナーSSP４５、４８に送信され、ステップ１０．１４にて画像処理が実行される。ステップ１０．１５にて、すべての画像および物体がSSPにおいて同時登録される。ステップ１０．１４およびステップ１０．１５は別個のステップとして述べたが、同時登録は、画像処理ステップの一部として実施され得る。複数のセンサからの同時登録された画像の総合品質およびスループット時間を改善するために、データおよび処理パワーがSSP間で交換可能であり得るため、画像処理は合成および分散処理機能を含む。画像マップはその後、主処理デバイス２０に送信される。
【０１２４】
その結果、以前は夜間に濃い霧の中で船舶が物体に近づく場合、物体は従来のレーダースクリーン上で小さなクラッター点として現れたであろうが、本発明によるシステムは、物体が例えばディンギーであることをディスプレイ上で示すであろう。主処理デバイス２０は、どの物体(複数可)が全画像に対して処理され、本物の画像として表示されるかを選択する自動プロシジャを実行する。これは、例えば、衝突方位上にあるすべての物体、または、停泊中の船舶の方に向いているすべての物体である可能性がある。ディンギーの手動または自動選択によって、船外エンジンを有する２人の人を乗せたディンギーであることを示すディンギーの本物の画像をシステムが生成するであろう。さらに、物体の数値情報は、ディンギーが船舶に方に直接２５ノットで航行していることをユーザに知らせるであろう。
【０１２５】
図１１に示すように、統合ユニット２２において実行されるステップ、すなわち、図８のステップ８．５をここでより詳細に述べる。統合ユニット２２が、センサおよびコントロールセンター４からすべての入手可能なデータを受信した後、ステップ１１．１にてデータが結合され完全な３Dシーンになる。シーン内の物体はその後、ステップ１１．２にて処理される。例えば、処理は、時間的および／または空間的に最も近い物体を識別すること、および、物体に関する種々の情報源から入手可能なすべての情報を照合することを含んでもよい。制限された数のより近い物体について、物体までの距離、物体の方位および進路、速度、位置および物体と船舶１との間の可能性のある衝突に関する詳細を指示する数値情報が、表示のために統合ユニットによって照合されることになることが考えられる。最も近い物体についての情報は、デフォルトで表示される。さらに、ユーザは船舶の周りのアラームゾーンを規定してもよく、アラームゾーン内のすべての物体は強調表示されてもよい。さらに、アラームゾーン内で物体を識別する別個のポップアップウィンドウを開けるプロセスがトリガーされてもよい。システムはまた、関心のある物体の本物の画像の生成をトリガーしてもよい。さらに、物体が異常に高い波である場合、主処理システムは表示のために、コントロールセンター４および船舶１上の他の機器から受信される海の状態に関して入手可能なすべての情報を収集してもよい。さらに、アラームが鳴らされてもよく、危険な波に関する情報を提供するポップアップウィンドウがGUIにおいて開かれてもよい。
【０１２６】
図１１のステップ１１．３に示すように、システムが最初に初期化されると、３Dシーンのデフォルトビューが描写される。これは、例えば、上から、側面から、または下からのシーンの斜視図であることができる。デフォルトシーンの厳密な詳細は、異なるエンドユーザについて異なり、記憶部２８内のエンドユーザの個人プロファイルに記憶される可能性がある。同様に、上述した３Dシーンのビューに加えて、船舶および船舶の中心軸がそこに存在する３Dシーンの平面に相当するその周囲状況の横方向２Dビューが描写される。さらに、船舶およびその周囲状況に関連するさらなる情報が、数値形式またはグラフィック形式で描写される。GUIにおける異なるビューは、図１２〜１９に関してより詳細に説明される。
【０１２７】
センサは異なる更新周波数に従って動作し、シーンの異なるデータセットは異なる時間に更新される。例えば、レーダーシステムは、その情報を定期的に、通常１秒当たり１００回更新する。対照的に、コントロールセンター４から供給される情報は、コントロールセンターが新しい情報を受信したときに到着し、通常、頻繁には起こらない。しかし、３Dシーンは、新しいデータが入手可能になるとすぐに更新されなければならない。新しいデータがそれについて存在するシーンの部分だけが更新される。ステップ１１．４にて、新しいデータセットが存在する場合、プロセスは継続してステップ１１．５に進み、古いデータセットが新しいデータセットで置換えられる。新しいシーンはその後、ステップ１１．６にて処理される。
【０１２８】
統合ユニット２２はまた、ユーザ入力デバイス２３からのユーザ入力があるかを繰り返しチェックする。グラフィカルユーザインターフェースは、ユーザが任意の視方向から３Dシーンを見ることを可能にし、統合ユニットはユーザ入力デバイス２３を通してユーザから受信されるそれぞれの新しい命令に応じて新しいビューを描写しなければならない。グラフィカルユーザインターフェースはまた、ユーザが船舶およびその周囲状況の横後方ビューおよび横前方ビューを見ることを可能にする。これらのビューは、図１２〜１９を参照してより詳細に述べる。
【０１２９】
図１１に示すように、古いデータセットが置換えられ、新しいデータセットが処理された後、ステップ１１．７にてユーザ選択がチェックされる。ビューが描写されて以来、新しい選択が行われた場合、ステップ１１．９にて、新しい選択に基づく新しいビューが、更新されたデータを使用して描写されることになる。新しいユーザ選択が検出されなかった場合、ステップ１１．８にて、更新されたデータを使用する古いビューが描写される。描写されるビューは、ディスプレイ２５のためにGUI２４に渡される。
【０１３０】
対照的に、ステップ１１．４にて、古くなったデータセットが存在しない場合、プロセスは継続してステップ１１．１０に進んで、古いデータセットの新しいビューを描写する選択をユーザが行ったかどうかをチェックする。新しいユーザ選択が登録された場合、ステップ１１．１１にて、新しいユーザ選択に基づく新しいビューが描写される。新しいユーザ選択が登録されなかった場合、ステップ１１．４にて、システムは戻って、データセットに対する新しい更新があるかチェックすることになる。
【０１３１】
グラフィカルユーザインターフェース
本発明によるシステムを動作させるGUIの一例をここで述べる。述べられるGUIは一例にすぎず、GUIの他の適した配置構成が可能であることが認識されるべきである。グラフィカルユーザインターフェースは、３D可視化ソフトウェアを使用して、ユーザに対してデータを表示する。３D可視化ソフトウェアは、限定されるものではないが、OpenGLおよび同様なソフトウェアを含んでもよい。３D可視化ソフトウェアはさらに、３Dスクリーンまたは２Dスクリーン上で３D観測結果を提供するのに適し、また、履歴データフローとリアルタイムデータフローの両方の処理を可能にするライブラリを使用する。
【０１３２】
３Dシーンのスライス、ビューまたは本物の画像ビューをユーザが見ることを可能にする従来のソフトウェアは、複数の２Dデータセットから通常結合される３Dデータセットを使用する。しかし、本発明によるシステムの述べられる例では、３Dデータセットは３Dで観測結果を記録するサブシステムから直接受信され、２Dデータセットの結合ではない。その結果、本発明による３D可視化ソフトウェアは、入力として３Dデータセットを受容する機能を有するようになっている。
【０１３３】
図１２および１３を参照すると、本発明の一実施形態によるグラフィカルユーザインターフェースは、表面の下と上の両方の観測結果を含む船舶１の主ビュー６５を示す中央ウィンドウ６４を含む。主処理デバイスのメモリ２７が、最も商業的に入手可能な船舶の画像を記憶すること、および、主処理デバイスがそこに設置される船舶のグラフィカルユーザインターフェースの画像が、船舶１のフィーチャを正確に示すことが考えられる。
【０１３４】
ユーザ入力デバイス２３を使用して、カーソルをクリックし、ドラッグすることによって、船舶の環境の３Dシーンの任意のビューが主ビュー６５として表示され得る。シーンは、船舶およびその周囲状況の３６０°ビューを可能にし、選択されたビューはユーザ入力デバイス２３を使用して３D空間内で自由に回転され得る。図１２の主ビュー６５は、船舶の平面の少し上の視点からの船舶を示し、一方、図１３の主ビュー６５は表面の少し下の視点からの船舶を示す。
【０１３５】
GUI２４はまた、ズーム機能を提供する。ズーム機能は、船舶周囲状況の概要または詳細ビューを見るために、ユーザにズームインまたはズームアウトさせる。主ビューにおける細部のレベルは、ズームの程度に応じて変わる。
【０１３６】
グラフィカルユーザインターフェースの中央ウィンドウ６４は、また、船舶およびその周囲状況の横前方および横後方の小さなビューを示す副ビュー６６を含む。副ビュー６６内のデータは、船舶の横平面によって規定された３Dシーンのスライスから得られる。横ビューは、船舶の中心軸の周りに回転され得る。
【０１３７】
図１２および１３の主ビューおよび副ビューは、３Dレーダーおよびソナーシステムならびにコントロールセンターからの任意のデータがGUIに渡される前に、船舶を表示する。その結果、船舶の周りの物体またはmetoceanデータがまったく示されない。
【０１３８】
さらに、GUIは、中央ウィンドウ６４の左側の情報源ウィンドウ６７および右側に情報ウィンドウ６８を含む。
【０１３９】
情報源ウィンドウ６７は、主ビューおよび副ビュー内の情報がそこから導出されるべきである情報源を、ユーザが指示することを可能にする。情報源ウィンドウ６７は、船舶に搭載されるセンサエリア６９および衛星エリア７０を含む。船舶に搭載されるセンサエリア６９は、レーダーサブシステム１３からのデータを閲覧するか、ソナーサブシステム１４からのデータを閲覧するか、両方からのデータを閲覧するか、または、いずれからのデータも閲覧しないかを、ユーザが選択することを可能にする。「Above Sea」の隣のチェックボックスにチェックを入れることは、統合ユニット２２がレーダーサブシステム１３からのデータをディスプレイに表示することを指令する。「Below Sea」の隣のチェックボックスにチェックを入れることは、統合ユニットがソナーサブシステム１４からのデータをディスプレイに主ビューおよび副ビューで表示することを指令する。デフォルトで、「Above Sea」および「Below Sea」についてのチェックボックスが共にチェックを入れられる。
【０１４０】
衛星エリア７０は、主ビュー６５および副ビュー６６内にEOデータの層を付加するかどうかを、ユーザが統合ユニットに指令することを可能にする。ラベル「Sat」の隣のチェックボックスにチェックを入れることは、統合ユニット２２がコントロールセンター４から受信するEOデータを表示することをトリガーする。このチェックボックスは、デフォルトでチェックを入れられる。このエリアは「Sat」と表示されるが、EOデータの層を提供する情報は、船舶が港湾内にいるときは、通信衛星を介してではなく、無線インターネットを介して受信されてもよいことが認識されるべきである。
【０１４１】
表示されるEOデータのタイプは、衛星エリア７０内のコントロールを使用してユーザによって制御され得る。ユーザは、衛星エリア７０内のいくつかのラジオボタンを使用して波、風、海流および海氷状態データを要求することができる。波の方向、速度および最大振幅、風の速度および方向、ならびに海流の速度および方向が通常提供される。ユーザは、また、コントロールセンターから海氷状態データを要求することができ、ラジオボタンを使用して、海氷密接度情報、海氷浮遊情報、(０%海氷密接度輪郭によって指示される)海氷縁情報および(オープンウォータにおける１００%海氷密接度によって指示される)氷山情報をユーザに提供する。
【０１４２】
「Sat」チェックボックスにチェックを入れることは、コントロールセンターに対して通信チャネルが開かれることを可能にする。オペレータが船舶用の航海計画を規定すると、航路がコントロールセンター４に自動的に提出される。航海計画の提出は、コントロールセンターにおいてEOデータを求める要求として解釈される。さらに、チェックボックスにチェックが入れられていることは、また、船舶からコントロールセンター４へ観測データを送出する許可としてシステムによって解釈される。航海計画が規定されるときに、チェックボックスにチェックが入れられていない場合、航路はコントロールセンターに自動的に送出されず、EOデータを求める要求はコントロールセンター４に登録されない。同様に、航海計画が修正される場合、要求はコントロールセンターにおいて自動的に更新される。チェックボックスにチェックが入れられていない場合、更新された航海計画は、コントロールセンターに自動的に通信されないことになる。しかし、航海計画が、コントロールセンター４において登録されていなくても、コントロールセンターのデータを求める要求は、「Sat」チェックボックスにチェックを入れることによって、または、GUIメニューを使用してコントロールセンターへの接続を確立することによって、後で提出され得る。航海計画がそのときに提出されるか、または、船舶のロケーションおよび現在時間によって規定される特定のEOデータが取得される。
【０１４３】
別の実施形態では、航海計画は、チェックボックスにチェックが入れられているか否かによらず提出される。チェックボックスにチェックを入れることは、要求されるデータの表示をトリガーするだけである。さらに、コントロールセンターからEOデータを求める要求は、必ずしも航海計画によって規定されなければならないわけではない。一実施形態では、チェックボックスにチェックが入れられている場合、船舶の現在ロケーションに基づいて、EOデータを求める反復要求が統合ユニットによって送出されることが考えられる。要求されるEOデータのタイプ、例えば、風データは、衛星エリア７０内でどのチェックボックスにチェックが入れられているかに応じて決定される。さらに、要求されるEOデータについてのエリアおよび時間間隔は、統合ユニット２２によって、それぞれ、３Dビューのズーム機能の状態および時間スライダ７７に基づいて決定される。関連する命令はその後、Satcom５を介して、またはインターネットを通じてコントロールセンター４に送出される。
【０１４４】
図１２および１３の源設定ウィンドウ６７において、すべてのチェックボックスがチャックをはずされ、GUIが統合ユニット２２からデータをまったく受信しないことを指示する。
【０１４５】
情報ウィンドウ６８において、さらなる数値データが提示される。表示される数値データは、船舶上の外部センサ、すなわち、NMEAインターフェース２９に接続された従来の機器によって照合されたデータから優先的に導出される。しかし、表示される数値データは、また、レーダーおよびソナーサブシステムからのデータおよびコントロールセンターからのEOデータから導出された情報を含む。数値データウィンドウは、船舶自体に関するデータ用のエリア７１、外部データ用のエリア７２および船舶に非常に接近した最大６つの物体からの１つの物体についてのデータを列挙するエリア７３を含む。さらに、主ビューおよび副ビューに示される３Dシーンに関連する深さ範囲を示すグラフィカル深さインジケータ７４が存在する。最大６つの物体からの１つの物体についてのデータを列挙するエリアの下に、時間スライダを使用して、履歴データ、現場データまたは予測データを示すようにシステムを制御するエリアも設けられており、以下でより詳細に述べる。
【０１４６】
船舶データエリア７１内のデータは、通常、方位、速度、対地進路、対地速度ならびに船舶の緯度および経度を含む。外部データエリア７２内のデータは、通常、風の方向および速度、海流の方向および速度ならびに海氷浮遊の方向および速度を含む。船舶データエリア７１および外部データエリア７２内のデータは、船舶上に位置する従来の機器から取り出される。
【０１４７】
目標物エリア７３は、物体の方位、物体から船舶までの距離、物体の進路および速度、船舶１と物体との間の最接近点および最接近時間、船首交差距離および船首交差距離までの時間ならびに物体の緯度および経度などの周囲物体に関する情報を含む。物体がAISシステムを有する船である場合、目標物エリアはまた、AISシステムから受信されてもよい船のAIS識別番号を表示してもよい。AIS識別番号は、他の船舶が本発明によるシステムを動作させる場合、コントロールセンター４からのデータを使用して確認されてもよい。他の船舶が本発明によるシステムを動作させない場合、受動AIS受信機(例えば、オンボード衛星)が、コントロールセンターによってアクセスされ、AIS識別情報が独立に伝達され得る。別の船舶によって送出されるAIS情報の特性は、述べたシステムによって抽出される情報によって関係付けられ得る。例えば、他の船舶の位置は、レーダーおよびソナーサブシステムからのデータによって確認され得る。
【０１４８】
深さインジケータ７４は、主ビューおよび副ビューにおいて示される３Dシーンに関連する、海底までの深さを指示するカラーのグラフィカルインジケータである。例えば、主ビューおよび副ビューにおいて示される、海底までの深さが、１０mと１００mとの間で変わる場合、深さインジケータは、１０m〜１００mの深さ範囲に関連するカラーを示すことになる。提示される深さデータは、ソナーサブシステム１４からのソナーデータから導出される。
【０１４９】
さらに、システムを休止させるコントロール７５およびシステムを停止させるコントロール７６が設けられる。システムを休止させることは、シーンが新しいデータで更新される前に、ユーザがシーンを詳細に分析することを可能にする。さらに、履歴データまたは予測データを見るために、システムを巻戻すか、または、前送りするコントロールが設けられる。図１２および１３では、システムを巻戻し前送りするコントロールは、グラフィカル時間スライダ７７の形態で設けられる。ユーザはバーを左に摺動させることによって特定のタイムスタンプを有する履歴データを取り出し、バーを右に摺動させることによって予測データを取り出すことができる。システムが巻戻され／前送りされた時間は、ディスプレイウィンドウ７８内に示される。時間スライダは、通常、いずれの方向へも２４時間、ユーザがシステムを巻戻し、前送りすることを可能にする。しかし、任意の他の適した期間が使用されてもよい。
【０１５０】
前送り機能は、ユーザが、サブシステムによって検出される物体とのシミュレートされた衝突および「Sat」チェックボックスにチェックが入れられているときの予想されるEOデータに関する情報を取り出すことを可能にする。現場データと共に、コントロールセンター４は、また、提出された航海計画に沿う地点について、船舶１予想データを集め、送出する。チェックボックスにチェックを入れ、時間バーを前に摺動させることによって、予測データが取り出され、統合ユニットからGUIへ渡され、次に、GUIのEO層で表示される。航海計画によって規定されるEOデータを求める要求が前もって提出されている場合、予測データはコントロールセンターから既に受信されていることになる。しかし、要求が前もって送信されていない場合、チェックボックスにチェックが入れられているときに、新しい要求が統合ユニットからコントロールセンター４に送信される。
【０１５１】
システムは、３Dシーンについてのデータセットをカタログおよび記憶ユニット１５に転送する前に、所定の期間の間、メモリ２７に記憶することが考えられる。その結果、システムが所定の期間より短い期間の間、巻戻されるだけである場合、履歴データはメモリ２７から取り出される。しかし、それより早期のデータは、カタログおよび記憶ユニット１５から取り出されなければならない。同様に、提出された航路に関連し、かつ、コントロールセンターから受信される予測EOデータは、その送付先に達するときまでメモリ２７にセーブされる。更新された予測データが受信される場合、メモリ内の予測データが置換えられてもよい。
【０１５２】
グラフィカルユーザインターフェースは、Windows（登録商標）環境で実施されてもよく、また、「File」、「Edit」、「View」、「Tools」、「Windows（登録商標）」および「Help」などのウィンドウメニューを提供するトップバー７９は、グラフィカルユーザインターフェースの一番上に設けられてもよい。メニュー「File」を選択することによって、システムのユーザはユーザのプロファイル、選好を変更し、前もって規定された航海計画を開き、特定のイベントをセーブし、システムを出ることができる。メニュー「Edit」を選択することによって、ユーザが、グラフィカルユーザインターフェース内に表示される選択されたビューをコピーし、印刷することを可能にする「copy」および「screen dump」などの機能に、ユーザがアクセスすることができる。メニュー「View」は、グラフィカルユーザインターフェースの適したモード、例えば、以下でより詳細に述べるクルーズモード、ドッキングモード、セキュリティモードまたはアンカーモードを選択するオプションをユーザに与える。メニュー「View」はまた、ユーザが主ビューおよび副ビュー内の船舶の周囲状況のビューをリセットし、上からまたは側面からなど、特定の視方向を選択することを可能にする。「Tools」メニューは、エラーをシステムに記録する機能およびアラーム設定およびカラー設定を変更する機能を提供する。メニューオプション「Windows（登録商標）」を選択することによって、図１２および１３において表示されるウィンドウは、以下でより詳細に述べるように、閉じられ、または、開かれ得る。「Help」メニューは、ユーザがシステムの種々の態様に関して助けを求めることを可能にする。「Help」メニューはまた、本発明によるシステムの提供者に関する詳細をユーザに提供する。本明細書で説明されるメニューオプションは、メニューオプションの例にすぎず、任意の適したオプションが設けられ得ることが認識されるべきである。
【０１５３】
図１４に示すように、衛星データ用のチェックボックスにチェックが入れられ、波データが選択される。主ビューおよび副ビューは、ここでは、船舶の周りのベクトル場によって表される領域に波データを示す。「Sat」ラベルの下のボックス８０は、主ビューおよび副ビューに示される、波を指示するベクトルの対応する高さ(メートル単位)を指示する。波伝播方向は、水平ベクトルの矢印によって指示される。
【０１５４】
上述したように、GUI２４の衛星チェックボックスにチェックが入れられると、統合ユニット２２は、コントロールセンター４から、または、既に受信されている場合はメモリから所望のデータを取り出す。要求に応答して受信されたデータは、衛星データ、陸上観測結果、海上観測結果および数値モデルデータを含み得る。海上観測結果はまた、船舶１と同じエリアを航行する他の船舶からの観測結果を含む。同様に、船舶１は、自分自身の観測結果をその位置と共にコントロールセンター４に送出する。この点で、特定の観測についてのデータの時間的および空間的サンプリングが著しく改善される。
【０１５５】
グラフィカルユーザインターフェースにおいて、主ビュー６５および副ビュー６６に示されるEOデータ層内の観測点上をクリックすることによって、データの品質を含むパラメータの正確な尺度が提供される。例えば、波伝播方向は、２８０°±３°として与えられてもよい。さらに、先に与えられたパラメータに加えて観測点上をクリックすることは、例えば、最大高さ、平均高さ、伝播速度についての値および波の方向が提供されるウィンドウを開いてもよい。オペレータはまた、その観測点について示されるエリアについてのすべてのmetoceanデータを有するように選択することができる。これは、そのロケーションについての波データ、風データおよび海流データを含むであろう。
【０１５６】
EO層の一部として提供される情報は、コントロールセンター４から受信される情報から排他的に導出されなくてもよい。データは、コントロールセンター、サブシステム１３、１４および他の船舶に搭載される機器から受信された情報の結合から合成されて、表示される観測結果の総合精度を改善してもよい。すべてのこれらの観測結果は、コントロールセンター４に送出されてもよい。
【０１５７】
先に説明したパラメータは、パラメータの例にすぎず、EO層は、任意の適したmetoceanパラメータを提供することができることが理解されるべきである。図１４は例示にすぎず、本明細書で示されるデータをユーザに提示する方法は、データを提示する考えられるいくつかの方法のうちの１つの方法にすぎないことも当業者によって認識されるべきである。
【０１５８】
図１５に示すように、大きな主ビューおよび副ビューを提供するために、情報ウィンドウ６８は閉じられた。メニュー「view」を選択し、表示されるビューを選択することによって、異なるビューが閉じられ、かつ、開かれ得る。源設定ウィンドウ６７は、GUI２４が３Dレーダーおよびソナーサブシステムからのデータを表示することを指示する。コントロールセンター４からのデータはまったく表示されない。主ビュー６５は船舶１の周りの半球を示し、半球の上側平面は水の表面に相当する。半球の上側平面の中心の船舶１は側面から示される。レーダーおよびソナーデータは、船舶１の周辺において、２つのブイa、b、釣りボートc、ディンギーd、大型釣りボートeおよびダイバーfを指示する。レーダーおよびソナーデータは、また、船舶の下の海底を示す。右側マウスボタンでディスプレイ内の物体の任意の物体上をクリックすることは、メニュー(図示せず)をトリガーし、メニューからのオプションは、物体についての数値データが目標物エリア７３内に表示されること、または、本物の画像がポップアップウィンドウ内に生成されること(図１５には示さず)をもたらす。メニューはさらに、物体に関する情報をユーザに抽出させ、追加させる。さらに、図２０に関してより詳細に述べられるように、ユーザは所定期間にわたって物体を追跡し、物体の進路に沿う種々の特定点でアラーム機能がトリガーされることを可能にすることができる。
【０１５９】
船舶の周辺における物体のグラフィック表現は、物体の本物の画像ではなく、検出された物体のタイプおよび／またはブランドに相当する、メモリに記憶されたシンボルである。エンドユーザが物体のうちの任意の物体をより詳細に調べたいと思う場合、図９に関して述べるように、物体が選択され、物体の本物の高品質画像が要求され得る。物体は、物体上をダブルクリックすることによって選択される。あるいは、物体は、右側マウスキーによって物体上をクリックし、適切なオプションを選択することによって選択され得る。
【０１６０】
副ビュー６６に示すように、船舶の平面によって規定された３Dシーンのスライスには物体がまったく位置しない。しかし、船舶の下の海底の横断面がビューに示される。
【０１６１】
図１６に示すように、図１５の物体は、ここでは、船舶の少し上の少し異なる視点から示される。さらに、最大化された主ビューおよび副ビューを提供するために、ウィンドウ６７が閉じられた。
【０１６２】
図１７に示すように、物体の構成の別の例が例示される。情報ウィンドウ６８は、ここでは再び開いている。船舶およびその周囲状況は、船舶の少し上に位置する視点から閲覧される。主ビュー６５は、３Dシーンの周辺で船舶の背後の小型釣りボートc、船舶１に近い、大型釣りボートe、ダイバーf、ディンギーd、および船舶と反対方向に進む、船舶の前方のある距離の所のセーリングボートgを含む。副ビュー６６は、セーリングボートgが船舶１の移動方向に位置することを示す。
【０１６３】
ここで図１８に示すように、主処理デバイス２０は、先に述べたように、船舶の周りの所定のゾーン内の任意の物体にフラグを立てることになるアラームフィーチャをユーザが導入することを可能にする。船舶の前および後のアラームゾーンは、図１８において８１および８２として参照される。図１８に示したアラームゾーンは、船舶が高速で航行しているときに適切であり、船舶の前と後の物体は、側面の物体より重要である。船舶の方位方向に航行するボートは、アラームゾーン内に位置し、結果として、航行するボートのグラフィカル表現を示すポップアップウィンドウ８３が、GUI２４の前景内で開いた。あるいは、ポップアップウィンドウ８３は、図１０に関して述べるように、ユーザによって要求される場合、物体の高品質画像を表示してもよい。
【０１６４】
図１９に示すように、船舶の周りのセキュリティゾーン８４が例示される。船舶が高速で移動しない場合、船舶の側面の物体が同様に、船舶に対する脅威になる可能性がある。セキュリティゾーン８４は、船舶の周りの円柱容積を形成する。この容積内のすべての物体は、システムのユーザに対してフラグを立てられることになり、アラームも鳴らされ得る。ポップアップウィンドウ８３は、小型ボートが船舶１の近くにいることを指示する。システムにおける設定に従って、アラームは物体が船にどれだけ近いかに応じて変わる可能性がある。異なるタイプのアラームは、図２０に関してより詳細に説明される。
【０１６５】
航行用のアラームゾーンがGUIにおいて表示されるか、または、セキュリティゾーンがGUIにおいて表示されるかに関する判定および分析されるその中の物体に関する情報が、船舶の速度およびロケーションに応じて統合ユニットに取込まれる。あるいは、船舶のユーザはGUI内のメニューを使用することによって、自動検出をオーバライドすることができる。
【０１６６】
図１２〜１９に示すグラフィカルユーザインターフェース２４は、例示にすぎず、制限されるものではない。さらに、少し異なるレイアウトのユーザインターフェースおよび少し異なる情報が異なるモードで提供される。システムは、５つの主要な用途をサポートする。第１の用途は、例えば、図１６および１７に示すように、ドック入り、停泊および港湾に近い範囲内における操舵支援を含む。第２の用途は、図１８に示すように、航行および衝突防止補助を含む。第３の用途は、図１９に示すように、船舶安全性監視およびセキュリティ監視を含む。第４の用途は、投錨ロケーションの評価ならびに錨および錨の鎖／シャックルの位置の監視を含む。第５の用途は、図１４に示すように、または、航海計画に沿って船舶の周囲状況におけるmetocean状態の評価を含む。グラフィカルユーザインターフェースは、各用途について１つのデフォルトモードを有し、船舶の速度、船舶の近くで検出される物体の数およびタイプおよびエンドユーザ要求に応じてモード間で変わるように構成される。先に説明したように、GUIはまた、ユーザが種々の観測点から、また、いろいろな細部において物体を閲覧することを可能にする回転機能およびズーム機能を提供する。
【０１６７】
アラームおよび対侵入者防御
図２０を参照すると、図３の対侵入者防御装置３５は、近くの物体に通告を行う外部アラームシステム８５、対表面侵入者防御ユニット８６aおよび侵入者が船舶１に近づくのを阻止する対ダイバー防御ユニット８６bを備える。外部アラーム８５、対表面侵入者防御ユニット８６aおよび対ダイバー防御ユニット８６bは、主処理デバイス２０に接続される。
【０１６８】
システムのエンドユーザが、例えば、船舶の船体の方に泳いでくるダイバーを検出する場合、主処理デバイス２０は、オペレータが水面下で高いデシベルで耳をつんざくアラームを鳴らすことを可能にし、ダイバーに自分が観測されていることを報知する。アラームは、本発明による既存のソナーサブシステムまたは別個のソナーヘッドを使用して鳴らされ得る。アラームシステムは、ダイバーと通信して、例えば、ダイバーが即座に水面に出る必要があり、そうでなければ、殺傷性または非殺傷性アクションがとられることになることをダイバーに警報することができる。同様に、エンドユーザが水の表面の上または表面で侵入者を検出する場合、船舶上の長距離音響デバイスが使用されて可聴周波数の信号を送信し、それにより、侵入者が所定の距離を維持する必要があり、そうでなければ、殺傷性または非殺傷性アクションがとられることになることを侵入者に警報してもよい。
【０１６９】
対ダイバー防御ユニット８６bは、水面下の人間がそれにさらされると、パニック、方向感覚喪失、肉体的痛みおよび吐き気のうちの１つまたは複数を含むある範囲の反応を誘導する特定の音響周波数を出力するように構成される。パニック状態のダイバーは多数の動きを生成し、多数の動きは次に、ソナーに対してより多くの信号リターンを生成する。オペレータはこの段階で、特にダイバーが船舶にさらに近づく場合、物体が脅威であることを確認することができることになる。オペレータはその後、ダイバーの呼吸にも影響を及ぼす他の周波数をオンすることができる。ダイバーが水面に出ると、オペレータは合法的なアクションを継続することができる。
【０１７０】
同様に、船舶の表面上で音響デバイスを含む対表面侵入者防御デバイス８６aが使用されて、侵入者の聴力に影響を及ぼす可能性がある徐々に大きくなる信号を出力することができる。オペレータはこの段階で、特に表面物体が船舶にさらに近づく場合、物体が脅威であることを確認することができることになる。そして、エンジンの動作に影響を及ぼすデバイスまたは物体を船舶から遠くに吹飛ばす水ホースを含むさらなる殺傷性または非殺傷性兵器が使用されてもよい。
【０１７１】
システムのユーザ２１aが考えられる侵入者を検出するために、システムはセキュリティ脅威が存在するとユーザに通知することになる。ユーザは、スピーカ２６および／または関心の物体に焦点を合わせる明滅ディスプレイ２５に関するアラームによって通知されることになる。ユーザは入力デバイス２３を使用して、非殺傷性／殺傷性防御デバイスの動作の始動を確認しなければならない。
【０１７２】
物体がセキュリティ上の脅威をもたらす可能性があるかどうかをシステムが判定するために、統合ユニット２２は、エンドユーザの指定されたセキュリティゾーンに関連する物体タイプ、地理的ロケーション、速度、方位およびロケーションを関係付けてもよい。
【０１７３】
侵入者が検出され、かつ、殺傷性または非殺傷性防御アクションがユーザによって許可されている状況下で、すべての観測データは、コントロールセンター４を介して公認エンドユーザ２１b(すなわち、海岸監視、捜索および救助当局など)に対して、システム２０によってリアルタイムに自動的に伝達される。こうしたデータ通信は、最高優先度の帯域幅割当てを有することになり、利用可能な通信帯域幅が制限される場合、他のサービスを中断させる可能性がある。観測データは、乗物または設備に対する首尾よい外部支援のために必須であると考えられる。
【０１７４】
情報システム
カタログおよび記憶ユニット１５、１９は、カタログおよび記憶サービスの分散されたセットを提供し、各サービスは１つの指定されたデータセット、例えば、レーダーまたはソナーを維持する。その結果、それぞれのタイプのセンサについて１つのサービスが存在する。各データセットは指定されたフィーチャ、例えば、「遠距離」集合のセットを含み、各フィーチャ集合はデータの処理レベルなどの個々のフィーチャを含むことができる。カタログおよび記憶サービスは、地理情報ネットワークソフトウェア(Geographic Information Network software)(GIN)または任意の他の適したソフトウェアを利用して、カタログおよび記憶サービスの分散されたセットを実装してもよい。
【０１７５】
図２１に示すように、カタログおよび記憶サービスとの間で特定のデータセットを記憶し、取り出すカタログおよび記憶サービスに固有のグラフィカルユーザインターフェース８７が設けられる。カタログおよび記憶GUI８７は、アクティブXコンポーネントとして提供されてもよい。カタログおよび記憶GUIは、さらに、インターネットブラウザで実行されるウェブGUIを有することができる。カタログおよび記憶GUIは、分散されたカタログおよび記憶サービスのネットワーク８８に接続されてもよい。図１２〜１９に関して述べるGUI２４は、統合ユニット２２を介してネットワーク８８に間接的に接続されるため、主処理デバイス２０のユーザ２１aは、GUI２４へと情報をロードするために、またはGUI２４から情報を抽出するために、カタログおよび記憶GUI８７を動作させる必要はない。しかし、熟練したオペレータは、カタログおよび記憶GUI８７を使用して時間スライダ７７を外れた履歴データを取り出してもよい。
【０１７６】
カタログおよび記憶サービスネットワーク８８に記憶されたすべてのデータセット８９は、関連するメタデータ９０を有する。カタログおよび記憶GUI８７内で特定のデータを探索するのに使用されるパラメータは、メタデータに密接にリンクする。メタデータは、例えば、採取日時、処理日時、データが収集された地理的ロケーション、レーダーまたはソナーなどのデータセットのタイプおよびデータセットの所有者のような、パラメータを含む。
【０１７７】
データセットはまた、データセットがエラーを含むかどうかを指示するメタデータを含んでもよい。例えば、船舶の周辺の物体が正しく分類されないと、システムのユーザが通知する場合、システムのユーザは、GUI２４およびユーザ入力デバイス２３を使用して、エラーが起こったことを記録してもよい。GUIはまた、ユーザが、起こったエラーのタイプに関するコメントを入力することを可能にしてもよい。こうしてその後、熟練したオペレータは、カタログおよび記憶GUI８７を使用してカタログおよび記憶ユニット１５から、エラーがそれについて起こったデータを抽出することができる。データは再処理され、分析され、システムはエラーが繰り返されないように訂正され得る。
【０１７８】
システム訂正は、前記エラーを起こした前記システムを有する任意の船に対して、Satcom５または無線インターネットを介してコントロールセンター４からパッチを配信することによってリリースされる。パッチが主処理デバイス２０にダウンロードされると、システムのユーザは、ユーザの都合のよいときにシステムをアップグレードする資格があることになる。パッチは、将来のエラーを回避するためにシステムを修正することになる。
【０１７９】
船舶からコントロールセンター４内のカタログおよび記憶ユニット１９内にデータを記憶し、コントロールセンター４内のカタログおよび記憶ユニット１９内のデータを船舶に提供すること、および、コントロールセンターから船舶１上のカタログおよび記憶ユニット１５内にデータを記憶し、船舶１上のカタログおよび記憶ユニット１５内のデータをコントロールセンターに提供することに加えて、コントロールセンター４および主処理デバイス２０は、また、多数の他の用途について記憶されたデータを提供してもよい。コントロールセンター４および主処理デバイス２０からのデータが使用される可能性のある用途は、捜索および救助オペレーションについての情報の一部としてのほぼリアルタイムの甲板上の人の位置、波予測に対する訂正のためのほぼリアルタイムのEO風、海流、波データ、設計および保証のためのEO風、海流、波、氷密接度、および／または海氷浮遊統計量、ならびに環境metocean用途(すなわち、オイル流出検出、オイル浮遊評価、藻異常発生観測など)のためのEO海および状態データを含むが、それらに限定されるものではない。データはさらに、パイプライン敷設オペレーション、オイル生成プラットフォームのその土台上への持上げ、沈没船の再生(recover)、石油掘削ならびに測量、浚渫およびサルベージ会社の種々のオペレーションのために使用され得る。データは、それぞれの異なる用途についてカスタマイズされた形式で提供されることになる。
【０１８０】
例えば、船舶が無線データ接続を有する商港に入るときに、利用可能な未使用通信帯域幅が存在すると、カタログおよび記憶サービス１５は、コントロールセンターのカタログおよび記憶サービス１９にデータをプッシュすることに留意されたい。こうしたデータ転送は、外部データ通信を遮断しないために、一般的なデータ転送と比べて低い優先度を有する。このプロシジャは船上の記憶容量を発表し、他のエンドユーザ２１bについてのデータに対する許可されたアクセスを可能にする。
【０１８１】
図２２に示すように、同じ参照数字が図３の同じフィーチャを指すが、本発明の別の実施形態が例示される。図２２の実施形態では、船上のソナーおよびレーダーサブシステムに加えて、表面にある物体に関する情報を取得する表面サブシステムが存在する。サブシステムは、ライダ(光検出および測距)センサあるいはライダおよび熱センサおよび／またはレーザーセンサおよび／またはハイパー／マルチスペクトルセンサの組合せを含むペイロードを含んでもよい。システムは、表面センササブシステム、レーダーサブシステムおよびソナーサブシステムのそれぞれを含む必要がないことが認識されるべきである。代わりに、システムは、レーダーサブシステムだけ、ソナーサブシステムだけ、表面センササブシステムだけまたは図２２の３つのサブシステムからの２つの任意の組合せを備えてもよい。
【０１８２】
実施形態は大型船舶に関して述べたが、システムはまた、小型遊覧船あるいは任意の他の海上乗物または設備あるいは商港または港湾内の設備上で実施され得ることが理解されるべきである。
【０１８３】
さらに、本発明によるシステムは、船舶を建造するときに、または既に建造した船舶に関する改造として設置され得る。あるいは、システムは船舶上に既に設けられたセキュリティ、安全性、航行および対衝突システムをアップグレードするために設置され得る。
【符号の説明】
【０１８４】
１、２、３・・・  船
４・・・  コントロールセンター
５・・・  通信リンク(通信衛星)
８・・・  コンパス
９・・・  チャートソフトウェア
１０・・・  metoceanセンサ
１１・・・  ログ
１２・・・  GMDSS
１３・・・  レーダーサブシステム(水の上の３Dセンサ)
１４・・・  ソナーサブシステム(水の下の３Dセンサ)
１５・・・  記憶およびカタログユニット
１６・・・  観測衛星
１７・・・  陸上および海上の機器およびセンサ
１８・・・  国または地域の当局および機関
１９・・・  カタログおよび記憶ユニット
２０・・・  主処理デバイス(データ処理装置)
２１b・・・  外部エンドユーザ(第３者機関)
２２・・・  統合ユニット
２３・・・  ユーザ入力デバイス
２４・・・  グラフィカルユーザインターフェース
２５・・・  ディスプレイ
２６・・・  スピーカ
２７・・・  メモリ
２８・・・  記憶装置
２９・・・  NMEAインターフェース(サブシステム)
３０・・・  有線／無線ネットワークインターフェース
３１・・・  Satcomインターフェース
３２・・・  アラームシステム
３３・・・  VDRユニット
３４・・・  保護記憶ユニット
３５・・・  対侵入者防御装置
３６・・・  インターネット
３７・・・  レーダーセンサ
３８・・・  レーダー処理ユニット
３９・・・  ソナーセンサ
４０・・・  ソナー処理ユニット
４４・・・  追跡プロセッサ
５４・・・  目標物データ
５５・・・  海洋状態データ
５６・・・  海氷状態データ
５７・・・  海波データ
５８・・・  海流データ
５９・・・  風データ
６０・・・  海氷密接度データ
６１・・・  海氷浮遊データ
６２・・・  海氷縁データ
６３・・・  氷山データ
６４・・・  中央ウィンドウ
６５・・・  主ビュー
６６・・・  副ビュー
６７、６８・・・  ウィンドウ
６９・・・  センサエリア
７０・・・  衛星エリア
７４・・・  グラフィカル深さインジケータ
７７・・・  時間スライダ
８１、８２、８４・・・  所定の領域(アラームゾーン)
９１・・・  ライダセンサ(表面センサ)
９２・・・  表面サブシステム処理ユニット
【図１】
2010503908.tif 000003
【図２】
2010503908.tif 000004
【図３】
2010503908.tif 000005
【図４ａ】
2010503908.tif 000006
【図４ｂ】
2010503908.tif 000007
【図５ａ】
2010503908.tif 000008
【図５ｂ】
2010503908.tif 000009
【図６】
2010503908.tif 000010
【図７】
2010503908.tif 000011
【図８】
2010503908.tif 000012
【図９】
2010503908.tif 000013
【図１０】
2010503908.tif 000014
【図１１】
2010503908.tif 000015
【図１２】
2010503908.tif 000016
【図１３】
2010503908.tif 000017
【図１４】
2010503908.tif 000018
【図１５】
2010503908.tif 000019
【図１６】
2010503908.tif 000020
【図１７】
2010503908.tif 000021
【図１８】
2010503908.tif 000022
【図１９】
2010503908.tif 000023
【図２０】
2010503908.tif 000024
【図２１】
2010503908.tif 000025
【図２２】
2010503908.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月14日(2009.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物または設備のためのシステムであって、
前記乗物または設備の周りの第１領域に関する情報を取得する第１サブシステム(１３，１４，９１，９２)と、
情報を取得する第２サブシステム(５，１３，１４，９２)と、
前記第１サブシステムおよび前記第２サブシステムから受信された情報を結合しかつ処理する手段と、
前記結合されかつ処理された情報を前記乗物または設備のユーザに提示する手段とを備えるシステム。
【請求項２】
前記第１サブシステムは、空間において３次元でデータセットを取得するように構成され、
前記第２サブシステムは、前記乗物または設備の周りの第２領域に関する情報を有するデータセットを空間において３次元で取得するように構成され、または、前記乗物の外の情報源から通信リンクを介して前記情報を取得する手段を備え、
前記第１サブシステムは、レーダーセンサ、ソナーセンサ、ライダセンサ、または、熱センサ、レーザーセンサ、赤外線センサおよびハイパー/マルチスペクトルセンサからの少なくとも１つのセンサと組み合わされたライダセンサを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１サブシステム(１４)は、前記乗物または設備の周りの前記第１領域における対象物の表面下に関する情報を取得するように構成され、
前記第２サブシステム(１３)は、前記乗物または設備の周りの第２領域における対象物の表面上に関する情報を取得するように構成されたシステムであって、
前記乗物または設備の外の情報源から通信リンクを介して情報を受信する手段(５)をさらに備え、
情報を結合しかつ処理する前記手段は、前記第１サブシステム、前記第２サブシステムおよび情報を受信する前記手段から受信された情報を結合し、かつ処理するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１サブシステムは、少なくとも１つのソナーセンサ(３９)または少なくとも１つのライダセンサを備え、
前記第２サブシステムは、少なくとも１つのレーダーセンサ(３７)を備え、
前記情報源はコントロールセンター(４)であるか、あるいは、別の乗物(２、３)または設備上に位置するセンサおよび機器を備える請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記乗物または設備の周りの第３領域における表面層の物体に関する情報を取得する第３サブシステム(９２)をさらに備え、情報を結合しかつ処理する前記手段は、前記第１、第２および第３サブシステムから受信された情報を結合しかつ処理するように構成され、前記第３サブシステムは、ライダ(光検出および測距)センサ(９１)、および好ましくはまた、熱センサ、レーザーセンサ、赤外線センサおよびハイパー/マルチスペクトルセンサからの少なくとも１つのセンサを備える請求項３または４に記載のシステム。
【請求項６】
前記サブシステムは、空間において３次元のデータセットを取得するように構成され、
結合しかつ処理する前記手段は、前記領域からの情報を含む空間において３次元(３D)でシーンを生成するように構成される請求項３から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記サブシステムにおいて取得される前記情報は、前記第１および第２領域内の物体の位置情報、形状情報、サイズ情報および振舞い情報からの少なくとも１つを含み、前記領域内の物体の前記振舞い情報は、前記物体の速度、方位、速度変化および方位変化からの少なくとも１つに関する情報を含む請求項３から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
乗物または設備上に取付けられるように構成されたシステムであって、
通信リンク(５)を介して前記乗物または設備から情報を受信する手段と、
第３者機関に前記情報を送信する手段とを備える陸上コントロールセンター(４)をさらに備える請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
異なるサブシステム(１３，１４，２９，９２)を使用して取得されるか、または、前記コントロールセンター(４)において取得され、かつ、同じ物体またはmetocean状況に関連するデータの関係付けおよび評価を実施する手段をさらに備える請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
乗物または設備の周りの第１領域における対象物の表面下に関する情報を取得する第１サブシステム、前記乗物または設備の周りの第２領域における対象物の表面上に関する情報を取得する第２サブシステムおよびコントロールセンターから情報を受信する手段と、
前記受信された情報を処理する手段と、
前記受信されかつ処理された情報を結合する手段と、
前記結合された情報を解釈する手段と、
前記解釈された情報をユーザに提示する手段とを備えるデータ処理装置(２０)。
【請求項１１】
前記第１および第２サブシステムから受信される前記情報は、前記乗物または設備(１)の周辺における少なくとも１つの移動物体に関する情報を含み、
解釈する前記手段は、前記移動物体が、前記乗物または設備(１)の周りの所定の領域(８１，８２，８４)内にあるかどうかを判定するように構成されることが好ましく、
処理する前記手段は、前記第１および第２サブシステムから受信される前記情報から前記物体のリアル画像を取得するように構成される請求項１０に記載のデータ処理装置。
【請求項１２】
前記移動物体の速度および方向を計算する手段をさらに備え、
前記移動物体の速度および方向を計算する前記手段は、前記移動物体と前記乗物または設備との可能性のある衝突をシミュレートし、前記シミュレーションの結果を前記ユーザに提示するようにさらに動作することが好ましい請求項１０または１１に記載のデータ処理装置。
【請求項１３】
乗物または設備の周りの第１領域における対象物の表面上に関する情報を取得する第１サブシステム(１４)から情報を受信するステップと、
前記乗物または設備の周りの第２領域における対象物の表面下に関する情報を取得する第２サブシステム(１３)から情報を受信するステップと、
陸上コントロールセンター(４)から情報を受信するステップと、
前記受信された情報を処理するステップと、
前記受信されかつ処理された情報を結合するステップと、
前記情報を解釈するステップと、
前記情報をユーザに提示するステップとを含む方法であって、前記受信するステップ、処理するステップ、結合するステップ、解釈するステップおよび提示するステップは３次元データセットに関して実施される方法。
【請求項１４】
前記３次元データセットは、空間における３次元のデータを含み、また、リアルタイムにまたはほぼリアルタイムに更新される請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
処理装置によって実行されると、前記処理装置が、請求項１３または１４に記載の方法を実施するようにさせる命令を含むコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2010503908.tif 000027
2010503908.tif 000028
2010503908.tif 000029
2010503908.tif 000030
2010503908.tif 000031