特許 7386039 操船支援システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-15

(45)【発行日】2023-11-24

(54)【発明の名称】操船支援システム

(51)【国際特許分類】

   B63B 49/00 20060101AFI20231116BHJP

   B63B 35/66 20060101ALI20231116BHJP

   B63B 79/40 20200101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

B63B49/00 Z

B63B35/66

B63B79/40

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019188377

(22)【出願日】2019-10-15

(65)【公開番号】P2021062748

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2022-08-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】檜野 武憲

(72)【発明者】

【氏名】原田 芳輝

(72)【発明者】

【氏名】山口 潤

(72)【発明者】

【氏名】西東 貴士

【審査官】福田 信成

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０９３４１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１９－５１５８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６６９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８０９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６２６９７６３（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６３Ｂ ４９／００

Ｂ６３Ｂ ３５／６６

Ｂ６３Ｂ ７９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１隻のタグボートで本船がアシストされながら離岸または着岸する際に使用される操船支援システムであって、
画面を有する表示装置と、
ユーザの入力を受け付ける入力装置と、
前記本船が離着岸する予定の岸壁を含む離着岸領域を上空から撮影された画像情報を取得し、前記本船の外形線情報及び前記画像情報を前記表示装置の前記画面に表示させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とを取得し、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とに基づいて前記本船の外形線情報を求める、または、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とを取得し、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とに基づいて前記本船の外形線情報を求めるように構成され、
前記入力装置は、前記画面上に表示された前記画像情報に含まれる前記離着岸領域のうちの二以上の点についての入力を受け付けるように構成され、
前記制御装置は、前記入力装置が受け付けた前記離着岸領域の点を離着岸ポイントとして登録し、前記画像情報、前記離着岸ポイント、及び前記本船の外形線情報に基づいて、前記離着岸領域に対する前記本船の相対位置姿勢情報を算出し、算出した前記相対位置姿勢情報を前記表示装置の前記画面に表示させるように構成されている、
操船支援システム。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記本船の外形線情報を、前記離着岸ポイントに対応する前記本船の外形線上の二以上の点である本船着岸ポイントに変換し、変換した本船着岸ポイントを前記表示装置の前記画面に表示させ、
前記離着岸ポイントおよび前記本船着岸ポイントに基づいて、前記相対位置姿勢情報を算出する、
請求項１に記載の操船支援システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記タグボートと前記本船との接続情報を取得し、前記タグボートと前記本船との接続情報に基づいて、前記タグボートが前記本船に接触していることを検出した場合には、前記画面上に表示された前記本船の外形線情報の表示態様を変更する、
請求項１又は２に記載の操船支援システム。

【請求項4】

前記画像情報は、位置情報を含む衛星写真の画像情報である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の操船支援システム。

【請求項5】

カメラを搭載し、前記制御装置と通信可能に構成された自律式の無人航空機を更に備え、
前記制御装置は、飛行中の前記無人航空機の前記カメラにより前記離着岸領域を撮影したカメラ映像を前記画像情報として取得する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の操船支援システム。

【請求項6】

前記無人航空機は、前記離着岸領域から所定範囲内を飛行し、且つ、前記カメラ映像に
おいて前記本船、前記タグボートおよび前記離着岸領域が撮影範囲内に入るように前記無人航空機の高さを自律制御し、前記カメラ映像の画像情報を前記制御装置に送信する、
請求項５に記載の操船支援システム。

【請求項7】

少なくとも１隻のタグボートで本船がアシストされながら離岸または着岸する際に使用される操船支援システムであって、
画面を有する表示装置と、
前記本船が離着岸する予定の岸壁を含む離着岸領域を上空から撮影された画像情報を取得し、前記本船の外形線情報及び前記画像情報を前記表示装置の前記画面に表示させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とを取得し、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とに基づいて前記本船の外形線情報を求める、または、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とを取得し、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とに基づいて前記本船の外形線情報を求めるように構成されており、
前記制御装置は、前記タグボートと前記本船との接続情報を取得し、前記タグボートと前記本船との接続情報に基づいて、前記タグボートが前記本船に接触していることを検出した場合には、前記画面上に表示された前記本船の外形線情報の表示態様を変更するように構成されている、
操船支援システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操船支援システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、本船では自船からの目視を通じた搭載スラスタの操作、あるいはタグボートとの連携が行われてきた。そのため、目視のためには自船のブリッジを行き来する必要があり、自船周辺の状況を一目で把握することが困難である。このため離着岸操船の非効率性や不安全状態を作り出しているという課題がある。また、タグボートにおいては、目視のみでは、本船で視野が遮られるため、本船が着岸する予定の岸壁と本船との相対的な位置関係が把握できない。このため、タグボートは離着岸操船において本船との音声通信による連携が必要になるが、タグボート側での指示／状況把握／対応の遅れ等により効率的な操船が行えない課題がある。

【0003】

近年では、本船とタグボートの操船状況を視覚化するための支援装置が提案されている。例えば、特許文献１の図２９には、水先案内人用のポータブルタブレットコンピュータが記載されている。このタブレットコンピュータ画面上には、本船およびタグボートの外形線が表示される。すなわち、指揮者（本船の船長又は水先案内人）は、タブレットコンピュータの画面を見れば、本船およびタグボートの位置および方位（向き）を把握することができる。また、画面上には、岸壁線も表示される。このため、指揮者は、タブレットコンピュータの画面を見ることで、本船およびタグボートが岸壁からどれぐらい離れているかも把握することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１７／１６７８８２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、上記特許文献１には記載されていないが、画面に表示される岸壁線の情報は地図情報に基づいて生成されることが想定される。しかし、通常、岸壁等の離着岸設備は測量が行われておらず地図情報に反映されていないことが多い。このため、上記特許文献１の装置は、本船が離着岸設備までどれぐらい離れているかを正確に把握することができないという課題があった。

【0006】

そこで、本発明は、少なくとも１隻のタグボートで本船がアシストされながら離岸または着岸する際に、本船と離着岸設備との間の正確な距離を把握することができる操船支援システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一つの側面からの操船支援システムは、少なくとも１隻のタグボートで本船がアシストされながら離岸または着岸する際に使用される操船支援システムであって、
画面を有する表示装置と、
ユーザの入力を受け付ける入力装置と、
前記本船が離着岸する予定の岸壁を含む離着岸領域を上空から撮影された画像情報を取得し、前記本船の外形線情報及び前記画像情報を前記表示装置の前記画面に表示させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とを取得し、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とに基づいて前記本船の外形線情報を求める、または、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とを取得し、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とに基づいて前記本船の外形線情報を求めるように構成され、
前記入力装置は、前記画面上に表示された前記画像情報に含まれる前記離着岸領域のうちの二以上の点についての入力を受け付けるように構成され、
前記制御装置は、前記入力装置が受け付けた前記離着岸領域の点を離着岸ポイントとして登録し、前記画像情報、前記離着岸ポイント、及び前記本船の外形線情報に基づいて、前記離着岸領域に対する前記本船の相対位置姿勢情報を算出し、算出した前記相対位置姿勢情報を前記表示装置の前記画面に表示させるように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の別の側面からの操船支援システムは、少なくとも１隻のタグボートで本船がアシストされながら離岸または着岸する際に使用される操船支援システムであって、
画面を有する表示装置と、
前記本船が離着岸する予定の岸壁を含む離着岸領域を上空から撮影された画像情報を取得し、前記本船の外形線情報及び前記画像情報を前記表示装置の前記画面に表示させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とを取得し、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とに基づいて前記本船の外形線情報を求める、または、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とを取得し、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とに基づいて前記本船の外形線情報を求めるように構成されており、
前記制御装置は、前記タグボートと前記本船との接続情報を取得し、前記タグボートと前記本船との接続情報に基づいて、前記タグボートが前記本船に接触していることを検出した場合には、前記画面上に表示された前記本船の外形線情報の表示態様を変更するように構成されていることを特徴としている。

【0008】

上記の構成によれば、制御装置によって、本船の離着岸領域を上空から撮影された画像情報が取得され、本船の外形線情報及び画像情報が表示装置の画面に表示される。具体的に、制御装置によって、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とが取得され、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とに基づいて前記本船の外形線情報が求められる。または、制御装置によって、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とが取得され、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とに基づいて前記本船の外形線情報が求められる。従って、例えばタグボートの操船者は、その画面を見れば、本船と離着岸領域との間の正確な距離を把握することができる。これにより、効率的な離着岸操船が可能になる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、本船と離着岸設備との間の正確な距離を把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態に係る操船支援システムの概略構成図である。

【図2】支援装置による相対位置姿勢情報の算出手順の一例を示すフローチャートである。

【図3】支援装置の表示装置に表示された第１の画面表示例である。

【図4】支援装置の表示装置に表示された第２の画面表示例である。

【図5】支援装置の表示装置に表示された第３の画面表示例である。

【図6】本発明の第２実施形態に係る操船支援システムの概略構成図である。

【図7】無人航空機の動作の一例を示すフローチャートである。

【図8】飛行中の無人航空機によるカメラ撮影の様子を示す図である。

【図9】支援装置の表示装置に表示された第４の画面表示例である。

【図10】支援装置の表示装置に表示された第５の画面表示例である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る操船支援システム４を示す。この操船支援システム４は、少なくとも１隻（本実施形態では２隻）のタグボート２で本船１がアシストされながら離岸または着岸する際に使用される支援装置３を含んでいる。本実施形態では、支援装置３は指揮者（水先案内人又は本船の船長）が携帯するか陸上設備に設置される。

【0012】

支援装置３は、制御装置３１、表示装置３２、入力装置３４及び通信装置３３を含む。例えば、支援装置３は、ポータブルタブレットコンピュータであってもよいし、ノートブックコンピュータであってもよい。例えば、支援装置３は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリと、ＨＤＤなどのストレージと、ＣＰＵを有し、ＲＯＭまたはＨＤＤに記憶されたプログラムがＣＰＵにより実行される。入力装置３４は、例えば、マウスなどのポインティングデバイスであり、ポータブルタブレットコンピュータまたはノートブックコンピュータの画面上に表示された点を指定するために使用される。

【0013】

具体的に、操船支援システム４は、支援装置３に加えて、本船１に搭載された表示装置１２と、少なくとも１隻のタグボート２に搭載された表示装置２２を含む。本船１には、表示装置１２の他に、制御装置１１および通信装置１３が搭載されている。同様に、少なくとも１隻のタグボート２には、表示装置２２の他に、制御装置２１および通信装置２３が搭載されている。本実施形態では、本船１および少なくとも１隻のタグボート２が有人船であることを前提とする。

【0014】

支援装置３の通信装置３３は、本船１の通信装置１３およびタグボート２の通信装置２３と通信可能なものである。通信装置同士では無線通信が行われ、この無線通信は、ＡＩＳ（Automatic Identification System：自動船舶識別装置）を介した通信であってもよいし、船間同士の直接通信であってもよいし、地上基地局を介した船陸間通信であってもよい。

【0015】

本船１の位置は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）により測定される。例えばＧＮＳＳ受信機として、本船１にはＧＰＳ受信機が設置される。本船１の姿勢は、本船１に設けられた方位計により測定される。以下では、船の位置および船の姿勢に関する情報を総称して船の位置姿勢情報と称する。本実施形態では、本船１の位置姿勢情報は、本船１の通信装置１３から支援装置３の通信装置３３へ送信される。

【0016】

タグボート２の位置は、ＧＮＳＳにより測定される。例えばＧＮＳＳ受信機として、各タグボート２にはＧＰＳ受信機が設置される。タグボート２の姿勢は、タグボート２に設けられた方位計により測定される。本実施形態では、少なくとも１隻のタグボート２の位置姿勢情報は、タグボート２の通信装置２３から支援装置３の通信装置３３へ送信される。本実施形態では、支援装置３は、制御装置３１のメモリにタグボート２の位置姿勢情報をリアルタイムで記憶する。

【0017】

本実施形態の操船支援システム４では、少なくとも１隻のタグボート２で本船１がアシストされながら離岸または着岸する際に、離着岸オペレーションに関与する船舶に搭載された全ての表示装置１２，２２，３２は同じ画面を表示する。ここでは本船１が離着岸する予定の岸壁を含む離着岸設備７を上空から撮影された画像情報と本船１の外形線情報が全ての表示装置１２，２２，３２に表示される。但し、離着岸設備７の画像情報と本船１の外形線情報は、支援装置３の表示装置３２だけに表示されてもよいし、タグボート２の表示装置２２だけに表示されてもよいし、本船１の表示装置１２だけに表示されてもよい。

【0018】

表示装置３２，１２，２２に表示される離着岸設備７の画像情報は、本船１の離着岸設備７付近を上空から撮影した位置情報を含む衛星写真の画像情報である。土地所有権等の事情により本船１の離着岸設備７の測量を行うことができないために離着岸設備７の正確な位置情報が地図情報に反映されていない場合があるが、このような場合であっても、位置情報が含まれた衛星写真には離着岸設備は写っている。

【0019】

さらに、本実施形態の操船支援システム４では、離着岸設備７に対する本船１の相対位置姿勢情報が算出される（以下、単に「相対位置姿勢情報」とも称する）。以下、２隻のタグボート２で本船１を着岸する際の、離着岸設備７に対する本船１の相対位置姿勢情報の算出手順について図２のフローチャートを用いて説明する。ここでは支援装置３において、メモリに記憶されたプログラムが制御装置３１により実行されることにより相対位置姿勢情報が算出されるが、相対位置姿勢情報は、本船１の制御装置１１又はタグボート２の制御装置２１で算出されてもよい。

【0020】

まず、制御装置３１は、本船１の離着岸設備７付近を上空から撮影した衛星写真の画像情報を取得し、画像情報を表示装置３２に表示させる（図２のステップＳ１１）。衛星写真の画像情報は、高精度の位置情報を有し、例えばＧｅｏＴＩＦＦファイル等のイメージファイル形式で保存されている。衛星写真の画像情報は、インターネットなどを経由して外部サーバーから取得されてもよいし、制御装置３１のメモリに予め格納されてもよい。表示装置３２は、図３に示すような画面６を有している。制御装置３１は、衛星写真座標系Ｃ１において、離着岸設備７付近を撮影した衛星写真の画像情報を表示装置３２の画面６上に表示させる。図３では離着岸設備７は複数の直線で表されているが、離着岸設備７は１本の直線又は曲線で表されてもよい。

【0021】

次に、制御装置３１は、離着岸設備ポイントを登録する（図２のステップＳ１２）。具体的に、指揮者は、ポインティングデバイス（入力装置３４）を操作して、表示装置３２の画面６上に表示された離着岸設備７の位置を指定する（衛星写真座標系Ｃ１）。制御装置３１は、入力装置３４により指定された離着岸設備７の３点を離着岸設備ポイント７１として登録する。図３では３か所の離着岸設備ポイント７１が登録され、黒色の四角で表示されている。

【0022】

次に、制御装置３１は、タグボート２の位置姿勢情報を取得する（図２のステップＳ１３）。具体的に、２隻のタグボート２の位置姿勢情報は、２隻のタグボート２から支援装置３へ送信され、制御装置３１のメモリに記憶されている。制御装置３１は、メモリに記憶された２隻のタグボート２の位置姿勢情報を読み出す。

【0023】

次に、制御装置３１は、タグボート２の位置姿勢情報を本船着岸ポイントに変換する（図２のステップＳ１４）。具体的に、制御装置３１は、２隻のタグボート２の位置姿勢情報、タグボート２の仕様及び本船１の仕様並びに２隻のタグボート２と本船１との接続情報を取得し、２隻のタグボート２の位置姿勢情報、タグボート２の仕様及び本船１の仕様並びに２隻のタグボート２と本船１との接続情報に基づいて、本船１の本船外形線１４に関する情報（以下、外形線情報ともいう）を算出する。ここで、２隻のタグボート２と本船１との接続情報は、２隻のタグボート２が本船１に接触していることを示す情報と、２隻のタグボート２が本船１のどの位置に接続しているかを示す情報とが含まれる。本船１の側面にはタグボート２と本船１とを接続可能な接続ポイント（図示せず）が予め複数設けられている。２隻のタグボート２と本船１との接続情報は、各接続ポイントに設けられたセンサ（例えば、圧力センサ及び引っ張りセンサ、スイッチングセンサや近接センサ）により検出してもよいし、タグボート２の操船者が目視で接続状況を確認し、支援装置３に入力されてもよい。また、タグボート２にカメラが設けられ、カメラはカメラ画像にタグボートの先端が映るように設定されていれば、画像処理によりタグボート２の先端に何か接触していることを検知することができる。これにより、２隻のタグボート２と本船１との接続情報をタグボート２に設けられたカメラにより検出してもよい。２隻のタグボート２と本船１の仕様は、制御装置３１のメモリに予め格納されている。制御装置３１は、２隻のタグボート２と本船１との接続情報により、まだ接触していない場合は、本船１の本船外形線１４を点線や点滅等によって表示してもよい。制御装置３１は、２隻のタグボート２と本船１との接続情報により、２隻のタグボート２と本船１と接触したことを検出した場合は、点線によって表示されていた本船１の本船外形線１４を実線で表示してもよい。または、制御装置３１は、２隻のタグボート２と本船１との接続情報により、２隻のタグボート２と本船１と接触したことを検出した場合は、点滅によって表示されていた本船１の本船外形線１４を常時点灯するように表示してもよい。このように、制御装置３１は、２隻のタグボート２と本船１との接続情報を取得し、２隻のタグボート２と本船１との接続情報に基づいて、２隻のタグボート２が本船１と接触していることを検出した場合には、画面上に表示されていた本船１の外形線１４の表示態様を変更させてもよい。これにより、例えば本船１の船長がその画面を見れば、２隻のタグボート２による本船１の着岸操船の準備が整ったことを視認することができる。

【0024】

そして、制御装置３１は、ＧＰＳ座標系において、算出した本船１の外形線情報を本船着岸ポイント１５に変換する。本船着岸ポイント１５は、離着岸設備７における３つの離着岸設備ポイント７１（ステップＳ１２で登録）に対応する本船１の本船外形線１４上の３つの点に変換される。本船着岸ポイント１５は、予め定められていてもよいし、入力装置３４を介して入力されてもよい。

【0025】

図４は、表示装置３２にＧＰＳ座標系Ｃ２における２隻のタグボート２の位置姿勢情報と本船着岸ポイント１５を表示した例である。図４の画面６の中央付近には、離着岸操船における２隻のタグボート外形線２４が表示されている（ＧＰＳ座標系Ｃ２）。タグボート外形線２４の形状は、船尾を底辺、船首を頂点とする二等辺三角形で表示される。図４の画面６の左側には、本船外形線１４が表示されている（ＧＰＳ座標系Ｃ２）。本船外形線１４の形状は、船尾を底辺、船首を頂点とする五角形で表示され、左側面には黒い四角で示した本船着岸ポイント１５が３点示されている。

【0026】

次に、支援装置３は、離着岸設備ポイント７１と、離着岸設備７に対する本船１の相対位置姿勢情報７２を算出する（図２のステップＳ１５）。具体的に、制御装置３１は、ステップＳ１２で登録した離着岸設備ポイント７１を、衛星写真座標系Ｃ１からＧＰＳ座標系Ｃ２へ座標変換する。ＧＰＳ座標系Ｃ２において、離着岸設備ポイント７１及び本船着岸ポイント１５（ステップＳ１４で算出）に基づいて、離着岸設備７に対する本船１の相対位置姿勢情報７２を計算する。

【0027】

最後に、制御装置３１は、離着岸設備７に対する本船１の相対位置姿勢情報７２を表示装置３２の画面に表示させる（図２のステップＳ１６）。具体的に、制御装置３１は、相対位置姿勢情報７２を、ＧＰＳ座標系Ｃ２から衛星写真座標系Ｃ１へ座標変換する。表示装置３２は、図５に示すように、衛星写真座標系Ｃ１において、相対位置姿勢情報７２とともに、離着岸設備ポイント７１を含む離着岸設備７を画面６に表示する。ここでは、制御装置３１は、本船着岸ポイント１５を含む本船外形線１４、および、２隻のタグボート外形線２４についてもＧＰＳ座標系Ｃ２から衛星写真座標系Ｃ１へ座標変換し、表示装置３２は、本船着岸ポイント１５を含む本船外形線１４、および、２隻のタグボート外形線２４を画面６に表示する。

【0028】

以上説明したように、本実施形態の操船支援システム４では、制御装置３１によって、本船１の離着岸設備７を上空から撮影された衛星写真の画像情報が取得され、本船１の外形線１４及び離着岸設備７の画像情報が表示装置３２，１２，２２の画面に表示される。本船１の外形線１４は、制御装置３１によって、タグボート２の位置姿勢情報と、タグボート２の仕様と、本船１の仕様と、タグボート２と本船１との接続情報とが取得され、タグボート２の位置姿勢情報と、タグボート２の仕様と、本船１の仕様と、タグボート２と本船１との接続情報とに基づいて算出される。従って、例えばタグボート２の操船者がその画面を見れば、本船１と離着岸設備７との間の正確な距離を把握することができる。これにより、効率的な離着岸操船が可能になる。

【0029】

また、本実施形態の操船支援システム４では、制御装置３１によって、本船の外形線情報及び画像情報に基づいて、本船と離着岸設備７との間の正確な距離（相対位置姿勢情報７２）を算出することができる。表示装置３２，１２，２２の画面に相対位置姿勢情報７２が表示されるので、例えばタグボート２の操船者がその画面を見れば、本船１と離着岸設備７との間の正確な距離を把握し易くなる。また、相対位置姿勢情報７２をタグボート２の推進システム（図示せず）に活用することで、離着岸操船の自動化を実現することができる。

【0030】

また、本実施形態の操船支援システム４では、制御装置３１によって、本船１の外形線１４が、離着岸設備ポイント７１に対応する本船１の外形線１４上の点である本船着岸ポイント１５に変換され、変換された本船着岸ポイント１５が表示装置３２，１２，２２の画面に表示される。そして、制御装置３１によって、離着岸設備ポイント７１および本船着岸ポイント１５に基づいて、相対位置姿勢情報７２が算出されるので、例えばタグボート２の操船者がその画面を見れば、画面上に登録された離着岸設備ポイント７１と、本船１の外形線１４上の本船着岸ポイント１５との間の正確な距離を把握することができる。

【0031】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態の操船支援システムの基本的な構成は、第１実施形態と同様である。以下では、第１実施形態と共通する構成の説明は省略し、相違する構成についてのみ説明する。

【0032】

図６は、本発明の第２実施形態に係る操船支援システム４Ａを示す。この操船支援システム４Ａは、カメラ５３を搭載した自律式の無人航空機５を更に備える点が第1実施形態の操船支援システム４（図１）と異なる。この無人航空機５は、支援装置３Ａ（通信装置３３）と通信可能に構成される。また、この無人航空機５は、ＧＰＳ受信機等の各種センサを搭載し、公知の技術で自律制御を実現可能な構成を備える。

【0033】

無人航空機５は、離着岸設備７から所定範囲内を飛行する。具体的に、無人航空機５は、本船１（例えばデッキ）の上で飛行可能な状態で待機し、本船１が離着岸設備７に近づき、離着岸設備７から所定範囲内に近づくと飛行を開始する。無人航空機５は、タグボート２のデッキで飛行可能な状態で待機していてもよい。無人航空機５は、離着岸設備７で飛行可能な状態で待機していてもよい。所定範囲とは、離着岸設備７の岸から例えば約２０ｍの範囲である。また、例えば、タグボート２に搭載しているＧＰＳにより離着岸設備７とタグボート２との距離が所定範囲内に近づいた場合、無人航空機５は飛行を開始してもよい。

【0034】

無人航空機５は、飛行中に、カメラ５３により離着岸設備７付近を撮影する。制御装置３１は、無人航空機５で本船１の離着岸設備７付近を撮影した画像を取得し、取得した画像を表示装置３２，１２，２２に表示させる。本実施形態の操船支援システム４Ａでは、無人航空機５は、飛行中にカメラ５３により離着岸設備７付近を撮影する。制御装置３１は、無人航空機５で本船１の離着岸設備７付近を撮影した画像とともに、タグボート２の位置姿勢情報（ＧＰＳ測位情報）を取得し、取得したタグボート２の位置姿勢情報に対応した本船１の外形線１４及び離着岸設備７の画像情報を表示装置３２，１２，２２の画面に表示する。本船１の外形線１４は、制御装置３１によって、タグボート２の位置姿勢情報並びにタグボート２の仕様及び本船１の仕様に基づいて算出される。従って、タグボート２側において、タグボート２の操船者がその画面を見れば、本船１との通信による連携を行うことなく、本船１と離着岸設備７との間の正確な距離を把握することができる。

【0035】

また、無人航空機５を以下のように制御することで、指揮者及びタグボート２の操船者は、表示装置３２の画面を見るだけで、本船１とその周りにいるタグボート２の状況をリアルタイムで把握できる。指揮者及びタグボート２の操船者は、船橋（ブリッジ）を行き来することなく、簡易に着岸状況を把握できる。

【0036】

以下、無人航空機５の動作について図７のフローチャートを用いて説明する。まず、無人航空機５は、離着岸設備７から所定範囲内を飛行する（図７のステップＳ２１）。次に、図８に示すように、カメラ映像において本船１とタグボート２とが撮影範囲内に入るように無人航空機５の高さを自律制御する（図７のステップＳ２２）。具体的に、無人航空機５は、ＧＰＳ受信機を搭載しているので、無人航空機５のカメラ５３によって撮影された写真について、無人航空機５の高度情報とカメラ５３の画角情報から撮影写真の画素当たりの距離データを算出し、画素当たりの距離データから撮影写真の各画素の位置情報（ＧＰＳ座標系）を計算することができる。これにより、カメラ映像において本船１の中心が画像中央付近となるように制御し、本船１とタグボート２とが撮影範囲内に入るように無人航空機５の高さを画像から決定するより正確に制御することができる。本船１とタグボート２と離着岸設備７とが撮影範囲内に入るように無人航空機５の高さを制御することもできる。

【0037】

表示装置３２，１２，２２は、カメラ５３で撮影されたカメラ映像を表示する（図７のステップＳ２３）。具体的に、無人航空機５は、カメラ映像を画像情報として支援装置３Ａ（通信装置３３）に送信する。支援装置３Ａの表示装置３２，１２，２２は、カメラ映像の画像情報を画面６上に表示する。

【0038】

以上説明したように、本実施形態の操船支援システム４Ａは、カメラ５３を搭載した自律式の無人航空機５を備えているので、指揮者並びに本船１及びタグボート２の操船者は、表示装置３２，１２，２２の画面を見るだけで、本船１とその周りにいるタグボート２の状況をリアルタイムで把握できる。指揮者並びに本船１及びタグボート２の操船者は、船橋（ブリッジ）を行き来することなく、簡易に着岸状況を把握できる。本船１とタグボート２と離着岸設備７とが撮影範囲内に入るように無人航空機５の高さを制御する場合は、本船１とその周りにいるタグボート２の状況および離着岸設備７をリアルタイムで把握できる。指揮者並びに本船１及びタグボート２の操船者は、船橋（ブリッジ）を行き来することなく、簡易に着岸状況を把握できる。

【0039】

（変形例）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0040】

支援装置３，３Ａは、本船１に搭載されてもよい。この場合、本船１に搭載される表示装置１２は不要である。また、支援装置３，３Ａが本船１に搭載される場合は、タグボート２に搭載される表示装置２２が、画面上に、図５で示したような離着岸設備７に対する本船１の相対位置姿勢情報７２を表示可能であれば、本船１の操船者とタグボート２の操船者とで相対位置姿勢情報７２を共有することができる。

【0041】

あるいは、支援装置３は、１隻のタグボート２に搭載されてもよい。この場合、そのタグボート２に搭載される表示装置２２は不要である。また、支援装置３，３Ａは１隻のタグボート２に搭載される場合は、本船１に搭載される表示装置１２が、画面上に、図５で示したような離着岸設備７に対する本船１の相対位置姿勢情報７２を表示可能であれば、本船１の操船者とタグボート２の操船者とで相対位置姿勢情報７２を共有することができる。

【0042】

あるいは、操船支援システム４，４Ａにより算出した相対位置姿勢情報７２に基づいて、離着岸操船が自動化されてもよい。自動操船の場合には、例えば、操船支援システム４，４Ａは、相対位置姿勢情報７２に基づいて、本船１および／またはタグボート２の推進指令を生成し、これらの推進システムに推進指令を与える。この場合、表示装置１２，２２，３２は省略されてもよいが操船状況を監視するためのモニタとして使用されてもよい。

【0043】

また、上記実施形態の操船支援システム４，４Ａでは、指揮者が、支援装置３，３Ａのポインティングデバイス（入力装置３４）を操作して、表示装置３２の画面６上に表示された離着岸設備７の位置を指定したが、本船１の操船者が、本船１の制御装置１１の入力装置（図示せず）を操作して、表示装置１２の画面上に表示された離着岸設備７の位置を指定してもよいし、タグボート２の操船者が、タグボート２の制御装置２１の入力装置（図示せず）を操作して、表示装置２２の画面上に表示された離着岸設備７の位置を指定してもよい。

【0044】

その他、上記実施形態では、支援装置３，３Ａは、入力装置３４を備えたが、省略されてもよい。

【0045】

また、上記実施形態の操船支援システム４，４Ａでは、表示装置３２，１２，２２の画面に表示された本船１の外形線１４は、制御装置３１によって、タグボート２の位置姿勢情報（ＧＰＳ測位）と、タグボート２の仕様と、本船１の仕様と、タグボート２と本船１との接続情報とが取得され、タグボート２の位置姿勢情報と、タグボート２の仕様と、本船１の仕様と、タグボート２と本船１との接続情報とに基づいて算出されたが、このような態様に限られない。表示装置３２，１２，２２の画面に表示された本船１の外形線１４は、制御装置３１によって、本船の位置姿勢情報（ＧＰＳ測位）と本船１の仕様とが取得され、本船の位置姿勢情報（ＧＰＳ測位）と本船１の仕様とに基づいて算出されてもよい。このとき、本船１の位置姿勢情報は、本船１の通信装置１３から支援装置３の通信装置３３へ送信され、制御装置３１のメモリにリアルタイムで記憶される。

【0046】

尚、上記実施形態では、離着岸設備７において指定された離着岸設備ポイント７１及びこれに対応する本船外形線１４の本船着岸ポイント１５は３点であったが（図５参照）、２点以上であればこれに限られない。また、離着岸設備ポイント７１の代表点を指定するだけで、自船の大きさに応じて自動的に他の点が指定されるようにしてもよい。また、離着岸設備ポイント７１及び本船着岸ポイント１５は図９に示すように２点でもよい。図９では、衛星写真の座標系Ｃ１において、画面６に表示された離着岸設備ポイント７１の２点間の距離Ｌ１と、本船着岸ポイント１５の２点間の距離Ｌ２は等距離としたが、図１０に示すように、衛星写真の座標系Ｃ１において、画面６に表示された離着岸設備ポイント７１の２点間の距離Ｌ１と、本船着岸ポイント１５の距離Ｌ２は異なってもよい。この場合、例えばＬ１とＬ２の距離が等しくなるように、離着岸設備ポイント７１（又は本船着岸ポイント１５）の位置が自動的に修正されるようにしてもよい。

【0047】

（まとめ）
本発明の一つの側面からの操船支援システムは、少なくとも１隻のタグボートで本船がアシストされながら離岸または着岸する際に使用される操船支援システムであって、画面を有する表示装置と、前記本船が離着岸する予定の岸壁を含む離着岸領域を上空から撮影された画像情報を取得し、前記本船の外形線情報及び前記画像情報を前記表示装置の画面に表示させる制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とを取得し、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とに基づいて前記本船の外形線情報を求める、または、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とを取得し、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とに基づいて前記本船の外形線情報を求める、ことを特徴とする。

【0048】

上記の構成によれば、制御装置によって、本船の離着岸領域を上空から撮影された画像情報が取得され、本船の外形線情報及び画像情報が表示装置の画面に表示される。具体的に、制御装置によって、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とが取得され、前記本船の位置姿勢情報と前記本船の仕様とに基づいて前記本船の外形線情報が求められる。または、制御装置によって、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とが取得され、前記タグボートの位置姿勢情報と、前記タグボートの仕様と、前記本船の仕様と、前記タグボートと前記本船との接続情報とに基づいて前記本船の外形線情報が求められる。従って、例えばタグボートの操船者は、その画面を見れば、本船と離着岸領域との間の正確な距離を把握することができる。これにより、効率的な離着岸操船が可能になる。

【0049】

また、前記制御装置は、前記本船の外形線情報及び前記画像情報に基づいて、前記離着岸領域に対する本船の相対位置姿勢情報を算出し、算出した前記相対位置姿勢情報を前記表示装置の画面に表示させてもよい。

【0050】

上記の構成によれば、制御装置によって、本船の外形線情報及び画像情報に基づいて、本船と離着岸設備との間の正確な距離を算出することができる。表示装置の画面に相対位置姿勢情報が表示されるので、例えばタグボートの操船者がその画面を見れば、本船と離着岸領域との間の正確な距離を把握し易くなる。また、相対位置姿勢情報を例えばタグボートの推進システムに活用することで、離着岸操船の自動化を実現することができる。

【0051】

上記操船支援システムは、ユーザの入力を受け付ける入力装置を更に備え、前記入力装置は、前記画面上に表示された前記画像情報に含まれる前記離着岸領域のうちの二以上の点についての入力を受け付け、前記制御装置は、前記入力装置により受け付けられた前記離着岸領域の点を離着岸ポイントとして登録し、前記離着岸ポイント及び前記本船の外形線情報に基づいて、前記相対位置姿勢情報を算出してもよい。

【0052】

上記構成によれば、例えばタグボートの操船者によって、画面を見ながら入力装置を操作して、画面上に表示された離着岸領域のうちの二以上の点を入力すると、入力された点が離着岸ポイントとして登録される。これにより、登録された離着岸ポイントと本船との間の正確な距離を算出することができる。

【0053】

具体的に、前記制御装置は、前記本船の外形線情報を、前記離着岸ポイントに対応する前記本船の外形線上の二以上の点である本船着岸ポイントに変換し、変換した本船着岸ポイントを前記表示装置の画面に表示させ、前記離着岸ポイントに対する前記本船着岸ポイントの前記相対位置姿勢情報を算出してもよい。

【0054】

上記構成によれば、制御装置によって、前記本船の外形線情報が、前記離着岸ポイントに対応する前記本船の外形線上の二以上の点である本船着岸ポイントに変換され、変換された本船着岸ポイントが前記表示装置の画面に表示される。そして、制御装置によって、前記離着岸ポイントに対する前記本船着岸ポイントの前記相対位置姿勢情報が算出されるので、例えばタグボートの操船者がその画面を見れば、画面上に登録された離着岸ポイントと、本船の外形線上の本船着岸ポイントとの間の正確な距離を把握することができる。

【0055】

また、前記制御装置は、前記タグボートと前記本船との接続情報を取得し、前記タグボートと前記本船との接続情報に基づいて、前記タグボートが前記本船に接触していることを検出した場合には、画面上に表示された前記本船の外形線情報の表示態様を変更してもよい。

【0056】

上記構成によれば、制御装置によって、タグボートと本船との接続情報に基づいて、前記タグボートが前記本船に接触していることが検出された場合には、画面上に表示された前記本船の外形線情報の表示態様が変更されるので、例えば本船の船長がその画面を見れば、タグボートによる本船の着岸操船の準備が整ったことを視認することができる。

【0057】

尚、前記画像情報は、位置情報を含む衛星写真の画像情報でもよい。

【0058】

その他、上記操船支援システムは、カメラを搭載し、前記制御装置と通信可能に構成された自律式の無人航空機を更に備え、前記制御装置は、飛行中の前記無人航空機の前記カメラにより前記離着岸領域を撮影したカメラ映像を前記画像情報として取得してもよい。具体的に、前記無人航空機は、前記離着岸領域から所定範囲内を飛行し、且つ、前記カメラ映像において前記本船、前記タグボートおよび前記離着岸領域が撮影範囲内に入るように前記無人航空機の高さを自律制御し、前記カメラ映像の画像情報を前記制御装置に送信してもよい。

【0059】

この構成によれば、操船支援システムが、カメラを搭載した自律式の無人航空機を備えているので、例えばタグボートの操船者は、表示装置の画面を見るだけで、本船とその周りにいるタグボートの状況をリアルタイムで把握できる。タグボートの操船者は、船橋（ブリッジ）を行き来することなく、簡易に着岸状況を把握できる。

【符号の説明】

【0060】

１ 本船
１１ 制御装置
１２ 表示装置
１３ 通信装置
１４ 本船外形線
１５ 本船着岸ポイント
２ タグボート
２１ 制御装置
２２ 表示装置
２３ 通信装置
２４ タグボート外形線
３ 支援装置
３１ 通信装置
３２ 制御装置
３３ 表示装置
３３ａ 画面
３４ 入力装置
３１ 制御装置
３２ 表示装置
３３ 通信装置
３４ 入力装置
３５ 記憶装置
４，４Ａ 操船支援システム
５ 無人航空機
５３ カメラ
７ 離着岸設備（離着岸領域）
７１ 離着岸設備ポイント
７２ 相対位置姿勢情報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】