JP3045625B2 - Ship navigation support device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、夜間、濃霧、荒天など
目視情報が不足する状況や、港湾周辺の妨害光や逆光に
よって視覚が困難な状況、または浅瀬や水中障害物など
の不可視情報を必要とする状況において、安全な航行を
可能にする船舶の航行支援装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a situation where visual information is insufficient such as nighttime, dense fog, and stormy weather, a situation where visibility is difficult due to disturbance light or backlight around a harbor, or invisible information such as a shallow water or an underwater obstacle. The present invention relates to a navigation support device for a ship that enables safe navigation in a required situation.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、目視航行を支援する航行支援装置
として、主に衝突予防レーダ装置が用いられており、陸
地、建造物、他の船舶等を高い上空から眺めた鳥瞰図と
してCRT(陰極線管)等に表示することによって、視
覚情報を補って安全な航行を確保している(「高度自動
運航システムの研究開発」、平成元年3月、(社)日本
造船研究協会)。2. Description of the Related Art Conventionally, a collision prevention radar device has been mainly used as a navigation support device for assisting visual navigation, and a CRT (cathode ray tube) is used as a bird's-eye view of land, buildings, other ships, and the like as viewed from high above. ) Etc. to ensure safe navigation by supplementing visual information ("Research and development of advanced automatic navigation systems", March 1989, Japan Shipbuilding Research Association).
【0003】また、外光が低下する夜間航行の際には、
赤外線感知型暗視カメラやイメージインテンシファイヤ
を用いた微弱光増幅型暗視カメラが用いられ、可視情報
を補っている。[0003] In addition, during nighttime navigation when external light decreases,
An infrared sensing night vision camera and a weak light amplification night vision camera using an image intensifier are used to supplement visible information.
【0004】一方、他の先行技術として、航空機の模擬
着陸を高空で行う際に、操縦者に現実感を持たせるた
め、コンピュータと表示装置を用いた模擬着陸用視覚装
置が提案されている(特開昭63−13093号公
報)。On the other hand, as another prior art, a simulated landing visual device using a computer and a display device has been proposed in order to give a pilot a sense of reality when performing simulated landing of an aircraft at high altitudes ( JP-A-63-13093).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の航行支援装置で
は、操船者が現実に眺める視点とは異なる鳥瞰表示が行
われるため、鳥瞰表示と現実の地形との対応を即時に行
うのに熟練を要し、衝突回避などの緊急時にその対応判
断を誤る恐れがある。さらに、衝突予防レーダ装置で得
られる情報量はそれほど多くないため、目視情報が極端
に不足する状況においてレーダ装置からの情報だけで航
行することは困難である。In the conventional navigation support device, since the bird's-eye display different from the viewpoint that the operator actually sees is performed, skill is needed to immediately correspond between the bird's-eye display and the actual terrain. In other words, there is a risk that the response decision may be erroneous in an emergency such as collision avoidance. Further, since the amount of information obtained by the collision prevention radar apparatus is not so large, it is difficult to navigate only with information from the radar apparatus in a situation where visual information is extremely insufficient.
【0006】また、従来の暗視カメラは、少し強い光が
撮像されるとハレーションを生じてしまい、使用条件が
限られており、さらに濃霧や荒天の下では目視と同程度
の情報しか得られないという課題がある。Further, in the conventional night vision camera, halation occurs when a little intense light is picked up, the operating conditions are limited, and even under dense fog or stormy weather, only information comparable to that of visual observation can be obtained. There is a problem that there is no.
【0007】本発明の目的は、前述した課題を解決する
ため、操船者の目視が効かない状況や目視はある程度効
くが充分な目視情報が得られない状況さらに目視が効く
状況などにおいて、不可視情報を可視化したり、不足す
る目視情報を充分補うことによって、安全な航路を確実
に認識することができる船舶の航行支援装置を提供する
ことである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems by providing invisible information in a situation in which a ship operator cannot visually observe, a situation in which visual observation is effective to a certain extent but sufficient visual information cannot be obtained, and a situation in which visual observation is effective. It is an object of the present invention to provide a navigation support device for a ship that can reliably recognize a safe route by visualizing the information and sufficiently compensating for insufficient visual information.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、自船の位置情
報を検知するGPS装置と、自船の方位情報を検知する
ジャイロスコープ装置と、自船の姿勢情報を検知する姿
勢センサ装置と、自船周囲の他船および障害物の位置を
検知するレーダ装置と、自船周囲の景観画像を出力する
TVカメラ装置と、自船周囲の夜間景観画像を出力する
暗視装置と、水深を測定する音響測深儀装置と、水中障
害物の形状を測定するソーナ装置と、自船の船速を出力
するログ装置と、自船の舵角を出力する操舵装置と、海
岸線、島、港湾、航路および灯台の位置および形状をデ
ータ化した海図情報データベースと、港湾地図、防波
堤、岸壁、桟橋および標識の位置および形状をデータ化
した港湾情報データベースと、GPS装置、ジャイロス
コープ装置、姿勢センサ装置、レーダ装置、TVカメラ
装置、暗視装置、音響測深儀装置、ソーナ装置、ログ装
置、操舵装置からの出力情報および海図情報データベー
ス、港湾情報データベースに基づいて、所定位置から所
定方向に臨む景観画像を生成するための計算手段と、計
算手段から出力される景観画像を表示するための画像表
示手段とを具備することを特徴とする船舶の航行支援装
置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a GPS device for detecting position information of a ship, a gyroscope device for detecting azimuth information of the ship, and a position sensor device for detecting position information of the ship. A radar device for detecting the positions of other ships and obstacles around the ship, a TV camera device for outputting a landscape image around the ship, a night vision device for outputting a nighttime landscape image around the ship, and An acoustic sounding device that measures, a sonar device that measures the shape of underwater obstacles, a log device that outputs the speed of the ship, a steering device that outputs the steering angle of the ship, coastlines, islands, ports, A chart information database in which the positions and shapes of navigation routes and lighthouses are converted into data, a port information database in which the positions and shapes of port maps, breakwaters, quays, piers and signs are converted into data, a GPS device, a gyroscope device, and an attitude sensor Facing from a predetermined position in a predetermined direction based on output information from a satellite device, a radar device, a TV camera device, a night vision device, an acoustic sounding device, a sonar device, a log device, a steering device, a chart information database, and a port information database. A navigation support device for a ship, comprising: a calculation unit for generating a landscape image; and an image display unit for displaying a landscape image output from the calculation unit.
【0009】また本発明は、前記計算手段は、前記出力
情報に基づいて、衝突危険性を予測する衝突回避計算、
座礁危険性を予測する座礁回避計算、危険海域を算出す
る危険海域計算、推奨航路を算出する推奨航路計算を行
ない、前記画像表示手段は、算出された推奨航路を表示
することを特徴とする。また本発明は、前記画像表示手
段が、操船者の頭部に搭載可能な可搬型表示装置であっ
て、前記可搬型表示装置の位置および姿勢を検知するた
めの位置姿勢センサを一体的に備え、前記位置姿勢セン
サの出力が前記計算手段に入力されることを特徴とす
る。Further, the present invention provides the collision avoidance calculation, wherein the calculation means predicts a collision risk based on the output information,
A grounding avoidance calculation for predicting the risk of grounding, a dangerous sea area calculation for calculating a dangerous sea area, and a recommended route calculation for calculating a recommended route are performed, and the image display means displays the calculated recommended route. Further, according to the present invention, the image display means is a portable display device that can be mounted on a head of a boat operator, and integrally includes a position and orientation sensor for detecting the position and orientation of the portable display device. The output of the position and orientation sensor is input to the calculating means.
【0010】[0010]
【作用】本発明に従えば、GPS装置、ジャイロスコー
プ装置、姿勢センサ装置、レーダ装置、TVカメラ装
置、暗視装置、音響測深儀装置、ソーナ装置、ログ装
置、操舵装置からの出力情報および海図情報データベー
ス、港湾情報データベースに基づいて、所定位置から所
定方向に臨む景観画像を生成して、画像表示手段で表示
することによって、たとえば自船の操縦位置から前進方
向を見た景観画像や、自船の甲板後部から後進方向を見
た景観画像など、任意の位置から任意の方向を見た景観
画像を生成し表示することができるため、操船者による
目視情報が不足していても現実の景観を表示することが
可能になる。According to the present invention, output information from a GPS device, a gyroscope device, an attitude sensor device, a radar device, a TV camera device, a night vision device, an acoustic sounding device, a sonar device, a log device, a steering device, and a chart are provided. Based on the information database and the harbor information database, a landscape image that faces in a predetermined direction from a predetermined position is generated and displayed by the image display means. Because it is possible to generate and display a landscape image that looks in any direction from any position, such as a landscape image that looks in the reverse direction from the rear of the ship's deck, the actual landscape can be obtained even if visual information from the ship operator is insufficient. Can be displayed.
【0011】また本発明に従えば、衝突危険性を予測す
る衝突回避計算、座礁危険性を予測する座礁回避計算、
危険海域を算出する危険海域計算、推奨航路を算出する
推奨航路計算を行ない、算出された推奨航路を画像表示
手段で表示することによって、操船者による目視情報が
不足していても航路の安全性を確保できる。また本発明
に従えば、画像表示手段が操船者の頭部に搭載可能な可
搬型表示装置であることによって、操船者が移動しても
常に操船者の目前に景観画像を表示することが可能にな
る。さらに、可搬型表示装置の位置および姿勢を検知す
るための位置姿勢センサを一体的に備え、この位置姿勢
センサの出力が計算手段に入力されることによって、景
観画像を表示する基準位置および基準方向を、操船者の
頭部の位置および姿勢に一致させることができる。した
がって、操船者の頭部の位置および姿勢に対応した景観
画像を速やかに表示することが可能になる。According to the invention, a collision avoidance calculation for predicting a collision risk, a grounding avoidance calculation for predicting a grounding risk,
Dangerous sea area calculation to calculate the dangerous sea area, recommended route calculation to calculate the recommended route, and display of the calculated recommended route on the image display means enables the safety of the route even if visual information by the operator is insufficient. Can be secured. Further, according to the present invention, since the image display means is a portable display device that can be mounted on the head of the boat operator, it is possible to always display a landscape image in front of the boat operator even when the boat operator moves. become. Furthermore, a position and orientation sensor for detecting the position and orientation of the portable display device is integrally provided, and the output of the position and orientation sensor is input to the calculation means, so that the reference position and the reference direction for displaying the landscape image are obtained. Can be matched with the position and posture of the operator's head. Therefore, it is possible to promptly display a landscape image corresponding to the position and posture of the head of the ship operator.
【0012】[0012]
【実施例】図1は、本発明の一実施例である船舶の航行
支援装置を示すブロック図である。この航行支援装置
は、自船の位置を示す船位情報、他船の位置を示す他船
情報、自船の姿勢を示す自船状況情報、障害物の位置を
示す障害物情報および気象を示す海象情報等を出力する
各種検知装置21〜35と、海図や港湾地図等の船舶航
行に必要な地理情報を記憶するための磁気ディスクや光
ディスクなどのマスメモリ11〜13と、各種検知装置
21〜35から出力されるデータおよびマスメモリ11
〜13に格納されたデータに基づいて、所定位置から所
定方向に臨む景観画像、たとえば自船の操縦位置から正
面に臨む景観画像を生成するための計算機1と、計算機
1で生成された景観画像を表示するためのHMD(頭部
搭載型ディスプレイ)40およびモニタ50とを備えて
いる。FIG. 1 is a block diagram showing a ship navigation support apparatus according to one embodiment of the present invention. This navigation support device includes ship position information indicating the position of the own ship, other ship information indicating the position of the other ship, own ship condition information indicating the position of the own ship, obstacle information indicating the position of the obstacle, and sea conditions indicating the weather. Various detection devices 21 to 35 for outputting information, etc., mass memories 11 to 13 such as magnetic disks and optical disks for storing geographic information necessary for ship navigation such as charts and port maps, and various detection devices 21 to 35 Output data and mass memory 11
Based on the data stored in 景 観 13, a computer 1 for generating a landscape image facing in a predetermined direction from a predetermined position, for example, a landscape image facing in front of the ship's maneuvering position, and a landscape image generated by the computer 1 (Head-mounted display) 40 and a monitor 50 for displaying the information.
【0013】海象情報装置21は、通信によって入手し
た海上での風向、風量、雨量、波高などの海象情報や海
象予報を出力する。海上交通情報装置22は、通信によ
って入手した海上での交通規制や事故等の海上交通情報
を出力する。GPS(GlobalPositioning System)装置
23は、地球のまわりを公転する複数の人工衛星からの
電波を受けて自船の位置を出力する。レーダ装置24
は、自船から発射した電波の反射波を受信して自船と障
害物や他船との相対位置を出力する。TVカメラ装置2
5は、自船に搭載された位置から見た他船、標識や地形
などの景観画像を出力する。微光/赤外線暗視装置26
は、微弱光や赤外光を撮像して夜間の景観画像を出力す
る。ジャイロスコープ装置27は、角度や角速度の変化
を検出して自船の方位を出力する。船体姿勢センサ装置
28は、自船のロール角、ピッチ角、ヨー角を出力す
る。音響測深儀装置29は、自船から発射された音波の
反射波を検出して水面から海底までの距離、すなわち水
深を出力する。ソーナ装置30は、自船から発射された
音波の反射波を検出して、水中障害物の形状を出力す
る。ログ装置31は、自船の船速を出力する。操舵機3
2は、自船の舵角を出力する。主機出力装置33は、自
船の推進機関が出力する馬力値を出力する。風向風力計
34は、自船が受ける風の風速および風向を出力する。
目視装置35は、操船者自らの肉眼で視認する灯台や標
識等の位置や方向を、キーボードなどで記号および数値
入力して出力する。このようにして、これらの各種検知
装置21〜35から、自船の位置、速度および姿勢など
を含む船位情報、他船の位置、速度などを含む他船情
報、自船の周囲状況、たとえば交通規制、標識、水深、
舵角、馬力などを含む自船状況情報、自船の周囲の地
形、障害物などを含む障害物情報、ならびに海象情報等
が数値化されて出力され、計算機1に入力される。The sea condition information device 21 outputs sea condition information such as wind direction, wind volume, rainfall amount, wave height and the like on the sea obtained by communication and sea condition forecast. The marine traffic information device 22 outputs marine traffic information obtained by communication, such as traffic regulation and accidents at sea. The GPS (Global Positioning System) device 23 receives radio waves from a plurality of artificial satellites revolving around the earth and outputs the position of the ship. Radar device 24
Receives reflected waves of radio waves emitted from own ship and outputs relative positions of own ship and obstacles or other ships. TV camera device 2
Reference numeral 5 outputs a landscape image of another ship, a sign, a terrain, and the like viewed from a position mounted on the own ship. Low light / infrared night vision device 26
Captures weak light or infrared light and outputs a nighttime landscape image. The gyroscope device 27 detects a change in the angle or the angular velocity and outputs the direction of the ship. The hull attitude sensor device 28 outputs the roll angle, pitch angle, and yaw angle of the ship itself. The acoustic sounding device 29 detects a reflected wave of a sound wave emitted from the ship and outputs the distance from the water surface to the sea bottom, that is, the water depth. The sonar device 30 detects the reflected wave of the sound wave emitted from the ship, and outputs the shape of the underwater obstacle. The log device 31 outputs the ship speed of the own ship. Steering gear 3
2 outputs the rudder angle of the own ship. The main engine output device 33 outputs a horsepower value output by the propulsion engine of the ship. The wind direction anemometer outputs the wind speed and direction of the wind received by the ship.
The visual device 35 inputs and outputs the position and direction of a lighthouse or a sign visually recognized by the operator's own eyes with a keyboard or the like by using symbols and numerical values. In this way, from these various detection devices 21 to 35, ship position information including the position, speed and attitude of the own ship, other ship information including the position and speed of the other ship, surrounding conditions of the own ship, for example, traffic Regulations, signs, water depth,
The own ship situation information including the steering angle, the horsepower, etc., the terrain around the own ship, the obstacle information including the obstacle, the sea condition information, and the like are digitized and output, and input to the computer 1.
【0014】一方、マスメモリ11には、海岸線、島、
港湾、水深、航路、灯台等の位置や形状をデータ化した
海図情報データベースが記憶されており、マスメモリ1
2には、港湾地図、防波堤、岸壁、桟橋、標識等の位置
や形状をデータ化した港湾情報データベースが記憶され
ており、マスメモリ13には、各種船型データ、海上安
全法規やその他船舶航行に必要な情報をデータ化したデ
ータベースが記憶されており、これらから出力されるデ
ータは計算機1に入力される。On the other hand, the mass memory 11 stores shorelines, islands,
A chart information database in which the positions and shapes of ports, water depths, sea routes, lighthouses, and the like are stored as data is stored.
2 stores a port information database in which the positions and shapes of port maps, breakwaters, quays, piers, signs, and the like are converted into data, and the mass memory 13 stores various ship type data, maritime safety regulations, and other information necessary for ship navigation. A database in which important information is converted into data is stored, and data output from these is input to the computer 1.
【0015】計算機1は、各種検知装置21〜35から
出力されるデータおよび各マスメモリ11〜13から出
力されるデータに基づいて、自船の位置を算出する船位
データ計算、他船の位置を算出する他船データ計算、自
船の姿勢を算出する自船状態計算、障害物の位置や形状
を算出する障害物計算、および海上の気象状態を算出す
る海象データ計算等をそれぞれ実行する。これらの計算
実行と併行して、操船者2の頭部に搭載されたHMD4
0の位置角度センサ41から出力される視点情報、すな
わち操船者頭部の三次元位置や頭部が向く三次元方向等
のデータが基準データとして計算機1に入力され、一
方、操船者2が操縦する操舵機3から、自船の操舵角や
主機ノッチ等のデータが計算機1に参照データとして入
力される。The computer 1 calculates the position data of the own ship based on the data output from the various detecting devices 21 to 35 and the data output from the mass memories 11 to 13, and calculates the position of the other ship. Other ship data calculation, own ship state calculation for calculating the attitude of the own ship, obstacle calculation for calculating the position and shape of the obstacle, sea condition data calculation for calculating the weather condition at sea, and the like. In parallel with the execution of these calculations, the HMD 4 mounted on the head of the operator 2
The viewpoint information output from the position / angle sensor 41 of 0, that is, data such as the three-dimensional position of the head of the boat operator and the three-dimensional direction in which the head is turned is input to the computer 1 as reference data, while the boat operator 2 controls the boat. Data such as the steering angle of the ship itself and the main engine notch is input to the computer 1 as reference data from the steering machine 3.
【0016】計算機1は、該基準データを基準座標にと
って、HMD40の向いた方向に臨む景観表示を行う画
像データを生成し、さらに、自船の位置の上空から眺め
た鳥瞰表示、各種検知装置21〜35から出力される数
値をデジタル表示またはアナログ表示する計器表示、他
船の位置や航路を示す他船表示など様々な表示を行うた
めの画像データを生成する。一方、前述した各種計算結
果に基づいて、他船などの移動物体が今後どのような運
動を行うかを判断する運動予測計算、他船との衝突の危
険性を予測し、回避するか否かを判断する衝突回避計
算、浅瀬の存在を確認して回避するか否かを判断する座
礁回避計算、危険領域の範囲を算出する危険海域計算、
これらの計算結果を考慮して現時点で最も適切な航路を
算出する推奨航路計算、操船に役立つ情報を算出する操
船情報計算、現時点から所定時間後、たとえば5分経過
後の自船位置や他船位置等を予測して算出する近未来予
測計算等を実行する。こうして、現時点で各種検知装置
21〜35から得られる情報の一部にデータの欠落が生
じても、他の検知装置からのデータを用いて相互に補完
することによって、できる限り高精度の画像を生成し表
示することができる。The computer 1 uses the reference data as reference coordinates to generate image data for performing a landscape display facing the direction of the HMD 40, furthermore, a bird's-eye display as viewed from above the position of the ship, and various detection devices 21. It generates image data for performing various displays, such as an instrument display for digitally or analogly displaying the numerical values output from .about.35 and a display for another ship indicating the position and route of another ship. On the other hand, based on the various calculation results described above, motion prediction calculation to determine what kind of motion the moving object such as another ship will perform in the future, whether to predict the risk of collision with another ship and whether to avoid it Collision avoidance calculation to judge, grounding avoidance calculation to check the presence of shallow water and determine whether to avoid, dangerous sea area calculation to calculate the area of danger area,
In consideration of these calculation results, recommended route calculation to calculate the most appropriate route at the present time, ship maneuvering information calculation to calculate information useful for maneuvering, own ship position after a predetermined time from the present time, for example, 5 minutes after, and other ship's position A near future prediction calculation or the like for predicting and calculating a position or the like is executed. In this way, even if a part of the information obtained from the various detection devices 21 to 35 has data loss at the present time, by complementing each other using data from other detection devices, an image with the highest possible accuracy can be obtained. Can be generated and displayed.
【0017】以上の計算結果に基づいて、表示すべき画
像を切換えたり、複数の画像を合成して、操船者2が視
認するためのHMD40や他の船乗者が確認するための
モニタ50等の画像表示装置へ出力する。On the basis of the above calculation results, an image to be displayed is switched, a plurality of images are synthesized, and an HMD 40 for the operator 2 to visually recognize, a monitor 50 for other passengers to confirm, and the like. To the image display device.
【0018】図1のモニタ50は画面の一例を示すもの
であり、景観表示が選択されると、HMD40の姿勢角
度センサ41から出力される操船者2の頭部の位置およ
び向きに対応した景観が表示されており、操船者2の頭
部の位置および向きが変化すると、表示される景観もそ
の位置および向きに対応して変化する。モニタ50の画
面には、他船61、座礁危険域62、橋脚63などが表
示されており、画面中央下部に自船の推奨航路60が矢
印で表示され、画面上部右側に各種計器64が数字やメ
ータで表示される。The monitor 50 shown in FIG. 1 shows an example of a screen. When a landscape display is selected, a landscape corresponding to the position and orientation of the head of the boat operator 2 output from the attitude angle sensor 41 of the HMD 40 is displayed. Is displayed, and when the position and the direction of the head of the boat operator 2 change, the displayed scene also changes corresponding to the position and the direction. On the screen of the monitor 50, the other ship 61, the stranded danger area 62, the pier 63, etc. are displayed. Or meter.
【0019】図2は、図1に示すHMD40の構成を示
す斜視図である。このHMD40は、操船者2の頭部を
覆うヘルメット状の筺体46の内部に、操船者2が直視
できるようにCRT(陰極線管)や液晶表示パネルなど
の画像表示装置42が組込まれており、さらに操船者2
の各耳に近接した位置にスピーカ44がそれぞれ設けら
れ、筺体46の頂上付近にはHMD40の三次元位置お
よび三次元方向を検出するための位置角度センサ41が
取付けられ、筺体46の後部付近には、位置角度センサ
41、画像表示装置42、スピーカ44等を制御するた
めの制御回路43が内蔵されており、信号および電源は
ケーブル45を介して供給される。画像表示装置42の
画面上には、図1に示すモニタ50と同様な景観画像が
表示されており、このHMD40を装着した頭部の位置
および向きが変化すると、このデータを位置角度センサ
41が検出して計算機1へ送出し、計算機1が操船者2
の頭部の位置および向きを基準とした景観画像を合成し
HMD40へ送出することによって、操船者2が直視す
べき景観画像を表示することができる。なお、位置角度
センサ41として、微弱電波を発信する発信源と、この
発信源を三角測量するアンテナとの組合せによるもの
や、互いに異なる三軸方向に沿って3つの密閉容器が配
置され、この密閉容器内に封入された液体の動きをCC
D(ChargeCoupled Device)等の光センサで検出するも
のなどが用いられる。FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the HMD 40 shown in FIG. In the HMD 40, an image display device 42 such as a CRT (cathode ray tube) or a liquid crystal display panel is incorporated in a helmet-shaped housing 46 that covers the head of the boat operator 2 so that the boat operator 2 can look directly at the head. And ship operator 2
A speaker 44 is provided at a position close to each ear of the user, and a position angle sensor 41 for detecting the three-dimensional position and three-dimensional direction of the HMD 40 is attached near the top of the housing 46, and near the rear of the housing 46. Has a built-in control circuit 43 for controlling the position and angle sensor 41, the image display device 42, the speaker 44, and the like. Signals and power are supplied via a cable 45. A landscape image similar to that of the monitor 50 shown in FIG. 1 is displayed on the screen of the image display device 42. When the position and orientation of the head wearing the HMD 40 changes, the position and angle sensor 41 transmits this data. Detects and sends it out to Computer 1, and Computer 1 is the operator 2
By synthesizing a landscape image based on the position and orientation of the head of the ship and sending it to the HMD 40, a landscape image that the operator 2 should directly look at can be displayed. As the position angle sensor 41, a combination of a transmission source for transmitting a weak radio wave and an antenna for triangulating this transmission source, or three closed containers along three different axial directions are arranged. CC of the movement of the liquid enclosed in the container
What is detected by an optical sensor such as D (ChargeCoupled Device) is used.
【0020】このようにして、操船者2の頭部の位置お
よび向きに対応した景観画像を表示することができるた
め、視覚情報が不足する場合や肉眼では確認し難い不可
視情報を知る必要がある場合であっても、安全な航路を
確認することができる。In this way, since a landscape image corresponding to the position and orientation of the head of the boat operator 2 can be displayed, it is necessary to know invisible information that is insufficient when visual information is insufficient or that is difficult to confirm with the naked eye. Even in this case, a safe route can be confirmed.
【0021】なお、以上の実施例において、自船の操船
室に位置する操船者の頭部の位置および方向を基準とし
て景観画像を生成し表示する例を説明したが、景観画像
を生成する基準を自船の船尾付近に設定することによっ
て、この船尾から臨む景観画像を生成し表示することが
可能であり、操船者は操船室に居ながらにして船尾から
臨む景観、たとえば岸壁を確認することができる。こう
して、景観画像を生成する基準位置および基準方向を任
意に設定することによって、様々な位置、角度から見た
景観を表示することができるため、船舶の通常航行時だ
けでなく、後進時や接岸時の安全操船を支援することが
可能になる。In the above embodiment, an example has been described in which a landscape image is generated and displayed on the basis of the position and direction of the head of a ship operator located in the ship's cabin. By setting the position near the stern of the ship, it is possible to generate and display a landscape image facing the stern, and the operator can check the landscape facing the stern, for example, the quay, while staying in the cockpit. Can be. By arbitrarily setting the reference position and the reference direction for generating the landscape image in this manner, the landscape viewed from various positions and angles can be displayed. It is possible to support safe ship maneuvering at the time.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、任
意の位置から任意の方向に臨む景観画像を表示すること
が可能になり、通常の有視界航行時や、夜間や濃霧など
操船者による目視情報が不足する場合に、現実の景観を
精度良く表示することができるため、より安全な航行支
援を実現することができる。また、こうして得られた景
観画像を、位置姿勢センサが取付けられた可搬型表示装
置を用いて表示することによって、操船者の動きに対応
した景観画像を速やかに表示することができるため、現
実の景観に近い画像、いわゆる仮想現実感を実現するこ
とができる。As described in detail above, according to the present invention, it is possible to display a scenery image facing an arbitrary direction from an arbitrary position. When the visual information is insufficient, the actual scene can be displayed with high accuracy, and thus safer navigation support can be realized. In addition, by displaying the landscape image thus obtained using a portable display device to which a position and orientation sensor is attached, it is possible to quickly display a landscape image corresponding to the movement of the ship operator, An image close to a landscape, that is, a so-called virtual reality can be realized.
【図1】本発明の一実施例である船舶の航行支援装置を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a navigation support device for a ship according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示すHMD40の構成を示す斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an HMD 40 shown in FIG.
1 計算機 2 操船者 3 操舵機 11〜13 マスメモリ 21〜35 各種検知装置 40 頭部搭載型ディスプレイ(HMD) 41 位置角度センサ 42 画像表示装置 43 制御回路 44 スピーカ 45 ケーブル 46 筺体 50 モニタ 60 推奨船路 61 他船 63 橋脚 64 計器 REFERENCE SIGNS LIST 1 Computer 2 Ship operator 3 Steering machine 11 to 13 Mass memory 21 to 35 Various detecting devices 40 Head mounted display (HMD) 41 Position and angle sensor 42 Image display device 43 Control circuit 44 Speaker 45 Cable 46 Housing 50 Monitor 60 Recommended ship route 61 Other ships 63 Piers 64 Instruments
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−369682(JP,A) 特開 平4−171478(JP,A) 特開 昭63−251399(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08G 3/00 B63B 49/00 G01C 21/00 G08G 3/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-369682 (JP, A) JP-A-4-171478 (JP, A) JP-A-63-251399 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G08G 3/00 B63B 49/00 G01C 21/00 G08G 3/02
Claims (3)
と、 自船の方位情報を検知するジャイロスコープ装置と、 自船の姿勢情報を検知する姿勢センサ装置と、 自船周囲の他船および障害物の位置を検知するレーダ装
置と、 自船周囲の景観画像を出力するTVカメラ装置と、 自船周囲の夜間景観画像を出力する暗視装置と、 水深を測定する音響測深儀装置と、 水中障害物の形状を測定するソーナ装置と、 自船の船速を出力するログ装置と、 自船の舵角を出力する操舵装置と、 海岸線、島、港湾、航路および灯台の位置および形状を
データ化した海図情報データベースと、 港湾地図、防波堤、岸壁、桟橋および標識の位置および
形状をデータ化した港湾情報データベースと、 GPS装置、ジャイロスコープ装置、姿勢センサ装置、
レーダ装置、TVカメラ装置、暗視装置、音響測深儀装
置、ソーナ装置、ログ装置、操舵装置からの出力情報お
よび海図情報データベース、港湾情報データベースに基
づいて、所定位置から所定方向に臨む景観画像を生成す
るための計算手段と、 計算手段から出力される景観画像を表示するための画像
表示手段とを具備することを特徴とする船舶の航行支援
装置。1. A GPS device for detecting position information of a ship, a gyroscope device for detecting azimuth information of the ship, a posture sensor device for detecting posture information of the ship, and other ships around the ship. A radar device that detects the position of obstacles, a TV camera device that outputs a landscape image around the ship, a night vision device that outputs a nighttime landscape image around the ship, and an acoustic sounding device that measures water depth. A sonar device that measures the shape of underwater obstacles, a log device that outputs the speed of the ship, a steering device that outputs the steering angle of the ship, and the position and shape of the shoreline, island, port, seaway, and lighthouse A chart information database that has been converted into data, a port information database that has converted the positions and shapes of port maps, breakwaters, quays, piers, and signs, a GPS device, a gyroscope device, an attitude sensor device,
Based on output information from a radar device, a TV camera device, a night vision device, an acoustic sounding device, a sonar device, a log device, a steering device, a chart information database, and a port information database, a landscape image that faces in a predetermined direction from a predetermined position. A navigation support device for a ship, comprising: calculation means for generating; and image display means for displaying a landscape image output from the calculation means.
て、衝突危険性を予測する衝突回避計算、座礁危険性を
予測する座礁回避計算、危険海域を算出する危険海域計
算、推奨航路を算出する推奨航路計算を行ない、 前記画像表示手段は、算出された推奨航路を表示するこ
とを特徴とする請求項1記載の船舶の航行支援装置。2. The calculation means calculates a collision avoidance calculation for predicting a collision risk, a grounding avoidance calculation for predicting a grounding risk, a dangerous sea area calculation for calculating a dangerous sea area, and a recommended route based on the output information. The navigation support device for a ship according to claim 1, wherein the recommended route calculation is performed, and the image display unit displays the calculated recommended route.
載可能な可搬型表示装置であって、前記可搬型表示装置
の位置および姿勢を検知するための位置姿勢センサを一
体的に備え、前記位置姿勢センサの出力が前記計算手段
に入力されることを特徴とする請求項1または2記載の
船舶の航行支援装置。3. The portable image display device according to claim 1, wherein the image display means is a portable display device mountable on a head of a boat operator, and integrally includes a position and orientation sensor for detecting the position and orientation of the portable display device. 3. The navigation support device for a ship according to claim 1, wherein an output of the position and orientation sensor is input to the calculation unit.
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