(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
他船の船舶自動識別装置（ＡＩＳ）から送信された通信データを受信する船舶自動識別装置（ＡＩＳ）と、自船の周囲を探知するレーダからの信号を基に検知する自動衝突予防援助装置（ＡＲＰＡ）と、前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡの各々から、他船の位置及び運動量の情報とそれらに基づいて得られる他船航行情報とを含む、該ＡＩＳ及びＡＲＰＡに共通する情報を求め、それらの共通の情報を参照して、前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡのそれぞれで得られる他船の位置及び運動量の情報の中から、利用者が設定した範囲の前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡに共通する重要度をもつ他船情報を抽出する他船情報抽出手段と、抽出された他船情報に対応する他船の位置をグラフィック表示する表示制御手段とを備えた他船表示装置。
【請求項２】
他船の船舶自動識別装置（ＡＩＳ）から送信された通信データを受信する船舶自動識別装置（ＡＩＳ）から他船情報を取得するＡＩＳ情報取得部と、自船の周囲を探知するレーダからの信号を基に検知する自動衝突予防援助装置（ＡＲＰＡ）から他船情報を取得するＡＲＰＡ情報取得部と、前記ＡＩＳ情報取得部及び前記ＡＲＰＡ情報取得部で取得した他船の位置及び運動量の情報とそれらに基づいて得られる他船航行情報とを含む、該ＡＩＳ及びＡＲＰＡに共通する情報を求め、それらの共通の情報を参照して、前記ＡＩＳ情報取得部及び前記ＡＲＰＡ情報取得部のそれぞれで得られる他船の位置及び運動量の情報の中から、利用者が設定した範囲の前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡに共通する重要度をもつ他船情報を抽出する他船情報抽出手段と、抽出された他船情報に対応する他船の位置をグラフィック表示する表示制御手段とを備えた他船表示装置。
【請求項３】
前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡから得られた他船情報を同じデータ項目で管理するターゲットデータベースを備え、前記他船情報抽出手段は、前記ターゲットデータベースに管理されたデータに基づいて予め設定した範囲の重要度をもつ他船情報を抽出する請求項１または２に記載の他船表示装置。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記他船情報抽出手段により抽出された他船のみをグラフィック表示するものである請求項１〜４のうちいずれかに記載の他船表示装置。
【請求項５】
前記他船情報抽出手段は、他船情報を最も重要度の高いものから順に並べたときの最も重要度の高いものから数えて、設定した上限の数までの他船情報を抽出するようにした請求項４に記載の他船表示装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記ＡＲＰＡから他船情報が得られたすべての他船と、前記ＡＩＳで得られた他船情報のうち、予め設定した範囲の重要度をもつ他船情報を有する他船のみをグラフィック表示するものである請求項１〜４のうちいずれかに記載の他船表示装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記他船情報抽出手段により抽出された他船よりも抽出されなかった他船を控え目に表示する請求項１〜４のうちいずれかに記載の他船表示装置。
【請求項８】
前記表示制御手段は、表示制限の指示入力を受付けたとき、前記他船情報抽出手段により抽出された他船よりも抽出されなかった他船を控え目に表示する請求項７に記載の他船表示装置。
【請求項９】
自船に対する他船の相対位置および相対運動量を基に衝突危険度を求める手段を設け、該衝突危険度を前記重要度とした請求項１〜８のうちいずれかに記載の他船表示装置。
【請求項１０】
前記利用者が設定する重要度は、自船からの距離、自船の船首方位からの角度差、船速、船体の大きさ、又は衝突危険度のうちの少なくともいずれか１つである請求項１〜８のうちいずれかに記載の他船表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、他船の位置等に関する情報を含む他船情報を検知し、他船の位置等をグラフィック表示する他船表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船舶の衝突予防、人命安全という観点から、船舶自動識別装置（ＡＩＳ：Universal Shipborne Automatic Identification System ）（以下ＡＩＳと言う。）がシステム化され、２００２年から大型船への搭載の義務化が予定されている。
【０００３】
ＡＩＳは、自船の位置情報、航行情報等の航海情報や、船名、積荷等の船舶固有情報を周囲に定期的に放送する機能と、この他船からの放送を受信して必要な情報を抽出する機能を備えている。
【０００４】
また、レーダを用いて他船等との衝突を予防することを目的として、自動衝突予防援助装置（ＡＲＰＡ：Automatic Radar Plotting Aid）（以下、ＡＲＰＡという。）が大型船への搭載が義務化されて、多数の船舶で運用されている。このＡＲＰＡは、レーダからの情報を演算処理して、他船の動きを常時自動的に監視し、衝突の危険の度合いを計算して、それらを分かりやすい形で表示するとともに、危険な状態となった時に、それを警報し、且つ、その危険な状態を避ける操船方法を試行することのできる装置である。
【０００５】
具体的にはレーダの探知映像データから物標の位置を検出し、且つ自船に対する相対運動量（相対速度）を相対位置変化から演算により求め、且つ自船の速度ベクトルとによって物標の真運動（２次元の真速度）を算出するように構成されている。
【０００６】
ＡＲＰＡの表示は、通常、レーダ画像に上記抽出した物標の推定位置および推定運動量を表すマークを重ねて表示することによって行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、ＡＩＳは２００２年から大型船への搭載が義務化される。したがって、自船から識別できるＡＩＳにより検知された他船（以下、「ＡＩＳターゲット」という。）は当初大型船に限られる。しかし、将来的にはＡＩＳの搭載義務範囲が小型船にまで及ぶことになる。そのため一つのディスプレイに、検知したすべてのＡＩＳターゲットのマークを表示すると、たとえば湾岸等の輻輳領域ではマークの表示数が多数になって、個々のＡＩＳターゲットの識別が困難になるおそれがある。同様に、ＡＲＰＡにより検知された他船（以下、「ＡＲＰＡターゲット」という。）についても、湾岸等の輻輳領域でマークの表示数が多数になって、個々のＡＲＰＡターゲットの識別が困難になるおそれがある。
【０００８】
ここで、すべてのＡＩＳターゲットのマークを表示した場合の表示例を図３の（Ｃ）に示す。図中、四角形のマークはＡＩＳターゲットの位置を表すマーク、逆三角形のマークはＡＲＰＡターゲットの位置を表すマーク、破線は海岸線のレーダ映像である。この例は、海峡付近を多数の船舶が通過している状況を示している。実際に、海峡を横断する連絡船や、作業中の漁船が存在すると、このような煩雑な表示状態になり得る。
【０００９】
本来、ＡＲＰＡもＡＩＳも航行の安全性を高めることを最も大きな目的としているが、このような他船情報を表示するシステムの利用者にとって、安全航行上、問題とはならないようなターゲットについてまで表示されると、本来注目すべき安全航行上重要なターゲットが判読し難くなるという問題も生じる。
【００１０】
この発明の目的は、他船情報を検知して他船の位置をグラフィック表示する際に、他船の数が多くなった時の表示の煩雑化を防いで、視認性を高めた他船表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、他船の船舶自動識別装置（ＡＩＳ）から送信された通信データを受信する船舶自動識別装置（ＡＩＳ）と、自船の周囲を探知するレーダからの信号を基に検知する自動衝突予防援助装置（ＡＲＰＡ）と、前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡの各々から、他船の位置及び運動量の情報とそれらに基づいて得られる他船航行情報とを含む、該ＡＩＳ及びＡＲＰＡに共通する情報を求め、それらの共通の情報を参照して、前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡのそれぞれで得られる他船の位置及び運動量の情報の中から、利用者が設定した範囲の前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡに共通する重要度をもつ他船情報を抽出する他船情報抽出手段と、抽出された他船情報に対応する他船の位置をグラフィック表示する表示制御手段とから構成する。これにより、たとえば重要度の高い他船のみを表示するように設定することにより、利用目的に従った重要度の高い他船を視認性高く表示することができる。
【００１３】
また、この発明は、前記他船情報抽出手段が、他船情報を最も重要度の高いものから順に並べたときの最も重要度の高いものから数えて、設定した上限の数までの他船情報を抽出するように構成する。
【００１４】
この「上限の数」を、グラフィック表示される他船のマークの表示サイズと表示器のサイズとによって、個々のマークが識別可能な最大表示点数または、それより少ない数にすれば、表示内容が煩雑にならない程度の数で且つ重要度の高い他船を視認性高く表示することができる。
【００１６】
また、この発明は、自船に対する他船の相対位置および相対運動量を基に衝突危険度を求める手段を設け、衝突危険度を重要度とする。これにより、衝突回避という目的に叶った表示を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は他船表示装置の全体の構成を示すブロック図である。図１において４はレーダ用アンテナである。レーダ送受信部５は、レーダ用アンテナ４を用いて、送信制御および受信制御を行う。このレーダ送受信部５は、受信信号をサンプリングするとともにディジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ、そのディジタルデータを一次記憶する一次メモリを備えている。また、その一次メモリに書き込まれた１スイープ分のデータ、レーダ用アンテナ４からのタイミング信号により求められたアンテナ角度データ、および図外のコンパスから求められる船首方位に基づいて、レーダの探知画像を表示するためのデータをデータ制御表示処理部内の表示メモリへ書き込む手段を備えている。
【００１８】
ＡＲＰＡ部６は、上記レーダ送受信部５で求められた探知画像の情報から物標（他船）の位置を捕捉する手段、その他船の運動量を推定する手段、操作部１０により指定された物標を追尾する手段、およびその捕捉・追尾中の物標の位置を表示するための表示データをデータ制御表示処理部７内の表示メモリへ書き込む手段を備えている。
【００１９】
１はＡＩＳ用アンテナである。ＡＩＳデータ送受信部２は、ＡＩＳ用アンテナ１により、他船から放送された通信データを受信する。データ制御表示処理部７はその船舶識別情報を読み取る。また、ＡＩＳデータ送受信部２は、自船の船舶識別情報をＡＩＳ用アンテナ１から放送する。
【００２０】
自船位置速度測定部３は、ＬＯＧやＧＰＳ等により自船の位置および速度を測定する。
【００２１】
データ制御表示処理部７は、ＡＩＳデータ送受信部２により求められた他船の位置および運動量を表すマークを表示器９へ表示する。また、ＡＲＰＡ部６により求められた他船の位置および運動量を示すマークを表示器９へ表示する。さらに、レーダ送受信部５により求められた自船周囲の探知映像を表示部９へ表示する。このデータ制御表示処理部７が、本発明に係る「他船情報抽出手段」および「表示制御手段」に相当する。
【００２２】
操作部１０はキーボードおよびトラックボール等のポインティングデバイスから構成している。この操作部１０によって、データ制御表示処理部７に対し表示モードの設定を行い、ＡＲＰＡ部６に対して追尾すべき物標の指定を行い、さらにレーダ送受信部５に対してレーダ探知のための各種設定を行う。
【００２３】
ターゲットデータベース８は、後述するＡＩＳターゲットのデータおよびＡＲＰＡターゲットのデータを管理するためのデータベースである。データ制御表示処理部７は、ターゲットデータベース８を基に表示内容の更新を続ける。
【００２４】
上記ターゲットデータベース８のデータ項目は次のとおりである。
【００２５】
〈ＡＩＳターゲットデータ項目〉
(A1)位置
(A2)船速
(A3)針路
(A4)自船からの距離
(A5)自船船首方位からの角度差
(A6)最接近位置(CPA:Closest Point of Approach) までの距離(DCPA:Distance of CPA ）
(A7)最接近までの時間(TCPA:Time of CPA ）
(A8)衝突危険度
(A9)重要度
(A10) 船体長
〈ＡＲＰＡターゲットデータ項目〉
(B1)位置
(B2)船速
(B3)針路
(B4)自船からの距離
(B5)自船船首方位からの角度差
(B6)最接近位置(CPA:Closest Point of Approach) までの距離(DCPA:Distance of CPA ）
(B7)最接近までの時間(TCPA:Time of CPA ）
(B8)衝突危険度
(B9)重要度
(B10) 船体長
上記項目(A1)〜(A3)はＡＩＳの通信データに含まれている情報であり、(A4)〜(A7)は自船の位置，船速，針路と他船の位置，船速，針路とから算出する。(A9),(B9) の重要度については後述する。(A8)はＤＣＰＡおよびＴＣＰＡから求める。なお、ＡＩＳについては、通信データに船の喫水情報が含まれていれば、それを衝突危険度の判定に考慮してもよい。
【００２６】
図２はデータ制御表示処理部における各他船のマークを表示するための処理手順を示すフローチャートである。
まず、ＡＩＳデータ送受信部２およびＡＲＰＡ部６から他船情報を読み込む（ｎ１）。続いて、表示モードの指定を読み取る（ｎ２）。この「表示モード」は、どの他船を重要度の高いものと見なすかを定めるものである。
【００２７】
重要度として次のものが挙げられる。
【００２８】
(a) 自船からターゲットまでの距離について、その距離が近い他船ほど重要度が高いものとする。
(b) 自船の船首方位からの角度差が近い他船ほど重要度が高いものとする。
(c) 移動速度の速い他船ほど重要度が高いものとみなす。
(d) 船体の大きな他船ほど重要度が高いものとする。
(e) 自船との衝突危険度の高い他船ほど重要度が高いものとする。
(f) 上記(a) 〜(e) のそれぞれまたは幾つかを点数化し、総合点が高い他船ほど重要度が高いものとみなす。
このような利用者の設定によって、上記データベースの各他船についての重要度の情報を更新する（ｎ３）。
続いて、ターゲットの数が、マークの表示サイズと表示器のサイズとによって予め定めた、個々のターゲットの識別が可能な最大表示点数を超えるか否かの判定を行い、最大表示点数以下なら、すべての他船の位置をマーク表示する（ｎ４→ｎ７）。この「最大表示点数」が本発明に係る「上限の数」に相当する。もし最大表示点数を超えていれば、上述した表示モードに応じて定めた重要度の高いターゲットから最大表示点数までを実際に表示すべき他船として抽出し、その他船の位置をマーク表示する（ｎ５→ｎ６）。
【００２９】
図３は表示器における表示例を示している。図中、丸印は自船の位置を示している。四角形のマークはＡＩＳターゲットの位置を表すマーク、逆三角形のマークはＡＲＰＡターゲットの位置を表すマークをそれぞれ示している。四角形または逆三角形のマークから延びている線分は、その他船の移動方向をその方向によって、移動速度をその長さによって表している。また、破線はレーダ探知画像による海岸線である。（Ｃ）は、前述したように、検知されたすべての他船を表示した例である。（Ｂ）は、表示モードに応じた重要度の高いＡＩＳターゲットと重要度の高いＡＲＰＡターゲットのみを表示した例である。この例では衝突危険度の高い他船ほど重要度が高いものとみなして、最も重要な他船から、定められた数だけ表示させている。また、（Ａ）は表示モードに応じた重要度の高いＡＩＳターゲットのマークとすべてのＡＲＰＡターゲットのマークを表示した例である。ＡＲＰＡターゲットのマークは、この装置の利用者がＡＲＰＡ部に対して追尾すべき物標を意図的に指定した結果表示されているものであるから、通常重要なターゲットであることが多い。したがって、（Ａ）のように、ＡＩＳターゲットについては表示モードに応じた重要度の高いターゲットについてのみマーク表示し、ＡＲＰＡターゲットについては、そのすべてをマーク表示するようにしてもよい。
【００３０】
このように衝突危険度の高い他船を優先的に表示することによって、衝突危険度の低い他船が結果的に表示されずに、煩雑な表示状態が解消されて、重要度の高い他船の判読が容易となる。
【００３１】
次に、第２の実施形態に係る他船表示装置について述べる。全体の構成は図１に示したものと同様である。
図４は図１に示した他船表示装置におけるデータ制御表示処理部７の処理手順を示すフローチャートである。まず、ＡＩＳデータ送受信部２およびＡＲＰＡ部６から各他船情報を読み込み、また利用者による表示モードの指定を読み取る（ｎ１１→ｎ１２）。そして、表示モードに応じた重要度の計算を行い、データベースを更新する（ｎ１３）。その際、重要度を複数段階（例えばＡ，Ｂ，Ｃの３段階）にランク付けする。続いて、表示すべき他船の重要度の利用者による指定を読み取り、その重要度ランクに該当する他船についてのみ表示する（ｎ１４→ｎ１５）。たとえば最も重要度の高いランクを指定すれば、最も重要度の高い他船のみを表示内容から読み取れるようになる。また、例えば重要度の低いランクを一時的に指定することにより、最も重要度の高いランク指定して表示していた時に隠れていた（表示されていなかった）他船を一時的に確認することもできる。
【００３２】
次に、第３の実施形態に係る他船表示装置について述べる。第１・第２の実施形態では、重要度に基づいて選択された他船のみを表示し、その他の他船については表示を行わない例を示したが、この第３の実施形態では、選択された他船の視認性を高めたまま、選択されなかった他船についても、それらの位置を表示する。
【００３３】
他船表示装置全体の構成は図１に示したものと同様である。図５はデータ制御表示処理部７の処理手順を示すフローチャートである。図５におけるステップｎ１〜ｎ７は、第１の実施形態として図２に示したステップｎ１〜ｎ７に等しい。図５におけるステップｎ８では、選択されなかったその他の他船のマークを選択した他船のマークより控え目に表示する。
【００３４】
控え目な表示方法として、例えば次の方法により表示する。
(1) 選択された他船のマークに比べて、バックグラウンドに近い色で、またはバックグラウンドに近い濃度で、選択されなかった他船のマークを表示する。
(2) 選択された他船のマークを塗りつぶし表示するのに対し、選択されなかった他船のマークは、輪郭のみ表示する。
(3) 選択された他船のマークを実線で表示するのに対し、選択されなかった他船のマークは、破線で表示する。
(4) 選択された他船は大きめのマークで表示するのに対し、選択されなかった他船のマークは小さめのマークで表示する。
【００３５】
(5) 選択された他船は目立ちやすい形状のマークで表示するのに対し、選択されなかった他船のマークは目立ちにくい形状のマークで表示する。
【００３６】
(6) 選択された他船のマークを常に表示するのに対し、選択されなかった他船のマークは、時間的に間隔をあけて表示する。
【００３７】
上記(1) 〜(5) の表示方法によれば、選択されなかった他船のマークがじゃまにならないため、選択された他船のマークの視認性が低下することなく、且つ選択されなかった他船の位置の確認も同時に可能となる。
【００３８】
(6) の表示方法によれば、選択された他船のマークのみが表示されている時間と選択されなかった他船のマークが表示されている時間とが交互に時間的に切り替わるため、丁度、図３に示した（Ａ）または（Ｂ）と（Ｃ）に示した表示が交互に切り替わり、選択されなかった他船のマークの表示時間が結果的に短くなる。そのため、選択された他船のマークの視認性が低下することなく、且つ選択されなかった他船の位置の確認も同時に可能となる。
【００３９】
次に、第４の実施形態に係る他船表示装置について述べる。第３の実施形態では、選択された他船の視認性を高めたまま、選択されなかった他船についても、それらの位置を表示するようにしたが、この第４の実施形態では、通常はすべての他船を表示しておき、所定のキー操作などの指示によって、選択された他船の視認性を相対的に高めるか、選択された他船のみを表示するものである。
【００４０】
他船表示装置全体の構成は図１に示したものと同様である。図６はデータ制御表示処理部７の処理手順を示すフローチャートである。図６におけるステップｎ１〜ｎ３は、第１の実施形態として図２に示したステップｎ１〜ｎ３に等しい。図６におけるステップｎ９では、すべての他船のマークを表示する。この状態で、表示制限を指示するキー操作がなされたなら、表示モードに応じて定めた重要度の高いターゲットから最大表示点数までを表示すべき他船として抽出する（ｎ１０→ｎ１１）。続いて、抽出されなかった他船のマークを抽出された他船のマークより控え目に表示する。または、抽出されなかった他船のマークを消去する。すなわち選択された他船のマークのみを表示する（ｎ１２）。
このように、目的に応じた重要な他船を確認したときだけ、所定のキー操作等によって、その指示を行うようにしてもよい。
【００４１】
この発明によれば、他船の船舶自動識別装置（ＡＩＳ）から送信された通信データを受信する船舶自動識別装置（ＡＩＳ）と、自船の周囲を探知するレーダからの信号を基に検知する自動衝突予防援助装置（ＡＲＰＡ）と、前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡの各々から、他船の位置及び運動量の情報とそれらに基づいて得られる他船航行情報とを含む、該ＡＩＳ及びＡＲＰＡに共通する情報を求め、それらの共通の情報を参照して、前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡのそれぞれで得られる他船の位置及び運動量の情報の中から、利用者が設定した範囲の前記ＡＩＳ及び前記ＡＲＰＡに共通する重要度をもつ他船情報を抽出する他船情報抽出手段と、抽出された他船情報に対応する他船の位置をグラフィック表示する表示制御手段とを備えたことにより、たとえば重要度の高い他船のみを表示するように設定することができ、利用目的に従った他船を視認性高く表示することができる。
【００４３】
また、この発明によれば、上記抽出手段が、最も高い重要度をもつ他船情報から順に並べたときの最も重要度の高いものから数えて、設定した上限の数までの他船情報を抽出するようにしたことにより、表示内容が煩雑にならない程度の数まで重要度の高い他船を視認性高く表示することができる。
【００４６】
また、この発明によれば、自船に対する他船の相対位置および相対運動量を基に衝突危険度を求める手段を設け、衝突危険度を重要度としたことにより、衝突回避という目的に叶った表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】他船表示装置全体の構成を示すブロック図
【図２】同装置におけるデータ制御表示処理部の処理手順を示すフローチャート
【図３】同装置における表示器の表示例を示す図
【図４】第２の実施形態に係る他船表示装置におけるデータ制御表示処理部の処理手順を示すフローチャート
【図５】第３の実施形態に係る他船表示装置におけるデータ制御表示処理部の処理手順を示すフローチャート
【図６】第４の実施形態に係る他船表示装置におけるデータ制御表示処理部の処理手順を示すフローチャート
【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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