JP7776301B2 - How to display other ships using international VHF communications - Google Patents
How to display other ships using international VHF communicationsInfo
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Description
他船が洋上のどこに点在しているかはECDIS(電子海図表示システム:Electronic Chart Display and Information System)の表示を見れば把握出来るが、国際VHF通信等で通信をしている相手が当該ECDIS上のどの表示船なのかを把握するのは難しい。本発明は安全航行に寄与するために、当該問題点を解決することを目的とするものである。
While it is possible to determine where other ships are located on the ocean by looking at the display on an ECDIS (Electronic Chart Display and Information System), it is difficult to determine which ship on the ECDIS is communicating with via international VHF communications, etc. The present invention aims to solve this problem in order to contribute to safe navigation.
近年、自動車の自動運転が大きく進歩し、実用化が間近に迫っている。同様に船舶についても自動航行の研究が盛んになっており、こちらも実用化が近いと言われている。しかし、洋上の安全航行に関しては輻輳海域など限られた海域に航路を示すブイが存在するものの、船舶間の個別通信によって座標や進行方向を確認する手段に頼る部分が大きい。 In recent years, autonomous driving has made great strides, and practical application is fast approaching. Similarly, research into autonomous ship navigation has been active, and it is said that practical application is also near. However, while there are buoys that indicate routes in limited areas such as congested waters, safe navigation on the ocean largely relies on individual communication between ships to confirm coordinates and direction of travel.
洋上においては安全面を考慮してAIS(Automatic Identification System)が普及しており、当該AIS信号を受信することによって明らかとなる他船舶の座標をECDISに表示させ、自船の周囲の状況を把握出来るようになっている。表示される情報としては、船首方位、進行方位、目的地であるが、AIS情報だけでは変針タイミングがわからないため、念のために個別通信による音声で安全を確認することが多い。 AIS (Automatic Identification System) is widely used at sea for safety reasons, and the coordinates of other ships that become clear when receiving AIS signals are displayed on ECDIS, allowing ships to understand the situation around their own ship. The information displayed includes heading, heading, and destination, but because AIS information alone does not tell when to change course, individual voice communication is often used to confirm safety as a precaution.
さらに、AISの搭載要件の無い小型漁船においてAISの普及率の低さも問題となっている。これら小型漁船に関しては、漁業状況を漁業協同組合に通知することをためらう漁船所有者も多く、当該普及率は非常に低い。この場合の安全性を向上させるために、AIS非搭載船の位置を把握する方法の研究も盛んである。例えば指向性アンテナを複数用いてAIS非搭載船の通信信号の発信位置を探る方法がその一つである。 Furthermore, the low adoption rate of AIS among small fishing boats, for which there is no requirement to install AIS, is also an issue. Many owners of these small fishing boats are hesitant to notify fishing cooperatives of their fishing situation, and the adoption rate is very low. To improve safety in these cases, there is active research into methods for determining the location of vessels without AIS. One method, for example, is to use multiple directional antennas to locate the location of communication signals from vessels without AIS.
また、近年では国際VHF通信のノイズ成分の量と通信間距離に一定の関係性があることを利用し、ノイズ成分の解析をすることで国際VHF通信をしている相手との距離関係を推定する手段も報告されている。 In addition, in recent years, there has been a report of a method that takes advantage of the fact that there is a certain relationship between the amount of noise components in international VHF communications and the distance between communications, and estimates the distance between parties in international VHF communications by analyzing the noise components.
本発明は周囲の船舶がAISを搭載していることを前提とし、音声通話から得られる船舶情報と当該AISから得られる位置情報を併用することで安全面を強化する手段に関するものである。また、AISを搭載していない船舶を発見した際には警告等で乗船員にその旨を知らせることも可能にする。
This invention assumes that surrounding ships are equipped with AIS, and relates to a means of enhancing safety by combining ship information obtained from voice calls with position information obtained from the AIS. In addition, when a ship without AIS is discovered, it is possible to notify the crew by issuing a warning or other means.
複数の船舶が安全航行を目指しながら洋上を航行する場合、前記ECDIS上に表示される他船の位置を知ることが安全のための最初の一歩である。しかるに、近くを他船が航行しているからといって常に避けるというわけではなく、混雑する海域においては、個別通信等によってお互いに了解した上で接近航行するケースが多いのが実態であり、この場合には単純に画面から得られる情報によって安全性を判断するのは困難である。 When multiple ships are sailing at sea aiming for safe navigation, the first step to ensure safety is to know the positions of the other ships displayed on the ECDIS. However, just because another ship is sailing nearby does not mean that they will always avoid it; in congested waters, the reality is that ships often approach each other after mutual understanding through individual communications, etc., and in such cases it is difficult to judge safety simply based on information obtained from the screen.
前記のようなお互いに了解した上での航行とは、国際VHF通信により航行する方位やお互いの位置の認識状況などを随時連絡し合う状況である。従って、前記ECDIS上に表示される他船情報に関し、プロットされている他船情報が国際VHF通信をしている相手であるのかどうかをも付すことが出来れば、より情報を有効活用できる。 Navigation based on mutual understanding as described above involves constantly exchanging information such as navigation direction and mutual positional awareness via international VHF communications. Therefore, if the information about other ships plotted on the ECDIS could also indicate whether the ship is communicating with international VHF communications, the information could be used more effectively.
これを実現するために国際VHF通信の音声データを音声認識し、音声列の中に含まれる位置船舶名等を活用してこれとAIS情報と紐づけることが考えられるが、現状では音声列に含まれる情報とAIS情報は別々に扱われているのが実態である。 To achieve this, it would be possible to perform voice recognition on the voice data of international VHF communications and link this to AIS information using the position and ship names contained in the voice stream, but currently the information contained in the voice stream and the AIS information are treated separately.
本発明はこのように、ECDIS上に表示される接近航行をしている船舶が通信を取り合っている相手なのかどうかを知ることを可能にするために、当該通信に含まれる音声信号を音声認識することとし、音声中に含まれる船舶名を識別してAIS情報と紐づけることでECDIS上に情報を付加すること、ならびに洋上における国際VHF通信において高ノイズ下でも音声認識率を低下させないことを目的とするものである。
Thus, the present invention aims to make it possible to know whether an approaching ship displayed on ECDIS is the party with whom communication is being conducted by performing voice recognition on the voice signals contained in the communication, identifying the ship name contained in the voice and linking it to AIS information to add information to ECDIS, and to prevent a decrease in voice recognition rate even in high-noise international VHF communications at sea.
国際VHF通信による船舶間通信を利用した安全航行を実現する装置において、
前記国際VHF通信における音声情報を学習型音声認識部で認識した結果の船名情報を船名情報1とし、
船舶が受信する複数の船舶のAIS装置が発するAIS情報に含まれる船名情報を船名情報群とし、
前記船名情報群から予め定めた閾値以下であり船名情報1との誤差が最も小さい船名情報を検索した結果を船名情報2とした場合に、
前記船名情報2と前記船名情報1を紐づける船名抽出部を有することを特徴とする、
国際VHF通信を利用した他船表示方法とする。
This device realizes safe navigation using ship-to-ship communications via international VHF radio.
The ship name information obtained by recognizing the voice information in the international VHF communication by the learning voice recognition unit is designated as ship name information 1,
The ship name information included in the AIS information transmitted by the AIS devices of multiple ships received by the ship is defined as a ship name information group,
When the result of searching the ship name information group for the ship name information that is equal to or smaller than a predetermined threshold and has the smallest error with the ship name information 1 is set as ship name information 2,
The system is characterized by having a ship name extraction unit that links the ship name information 2 with the ship name information 1.
The method of displaying other ships will be based on international VHF communications.
AIS情報から得られる船舶情報を表示する電子海図情報表示部と、
前記船名抽出部の紐付け結果を前記電子海図情報表示部に重畳する情報重畳部と、
からなることを特徴とした、国際VHF通信を利用した他船表示方法とする
an electronic chart information display unit that displays ship information obtained from AIS information;
an information superimposing unit that superimposes the linking result of the ship name extraction unit on the electronic chart information display unit;
A method for displaying other ships using international VHF communications, characterized by the following:
前記学習型音声認識部は、
学習データとして前記国際VHF通信における船名音声信号を設定する学習データ設定部と、
教師データとして前記AIS情報に含まれる船名情報の中から前記学習データとの差が最も小さい文字列を設定する教師データ設定部と、
からなることを特徴とする、国際VHF通信を利用した他船表示方法とする。
The learning-type speech recognition unit
a learning data setting unit that sets the ship name voice signal in the international VHF communication as learning data;
a teacher data setting unit that sets, as teacher data, a character string that has the smallest difference from the learning data from among the ship name information included in the AIS information;
The method for displaying other ships using international VHF communications is characterized by comprising:
前記学習型音声認識部は、
入力される音声の特徴データを記憶する音声記憶部を持ち、
現在入力された音声が、当該音声記憶部に既に保存されている特徴データであるか否かを判定する既保存音声判定部と、
からなることを特徴とする、国際VHF通信を利用した他船表示方法とする。
The learning-type speech recognition unit
a voice storage unit for storing feature data of input voice;
a stored voice determination unit that determines whether the currently input voice is feature data already stored in the voice storage unit;
The method for displaying other ships using international VHF communications is characterized by comprising:
前記学習型音声認識部は、
前記学習データ設定部が設定する学習データと、前記教師データ設定部が設定する教師データとの差が、あらかじめ定めた閾値以上である場合に、
入力された船名音声信号が前記電子海図情報表示部に表示されていない船名であると判断し、
当該電子海図情報表示部に、AIS非搭載船であることを警告することを特徴とする、
国際VHF通信を利用した他船表示方法とする。
The learning-type speech recognition unit
When a difference between the learning data set by the learning data setting unit and the teacher data set by the teacher data setting unit is equal to or greater than a predetermined threshold,
The input vessel name voice signal is determined to be a vessel name not displayed on the electronic chart information display unit,
The electronic chart information display unit is characterized by displaying a warning that the ship is not equipped with AIS.
The method of displaying other ships will be based on international VHF communications.
本発明の請求項1によれば、音声認識により、国際VHF通信の相手音声列から船名情報や識別番号を抽出し、AIS情報に紐づけすることが可能になる。 According to claim 1 of the present invention, voice recognition makes it possible to extract ship name information and identification numbers from the voice string of the other party in international VHF communications and link them to AIS information.
本発明の請求項2によればECDISなどの周辺船舶を表示するディスプレイ装置に、相手船舶の付加情報を重畳することが可能になる。なお、付加情報を重畳とは、音声認識によって得られた情報を表示したり、または、ただ単に強調表示するような場合も含む。 According to claim 2 of the present invention, it is possible to superimpose additional information about other vessels on a display device that displays nearby vessels, such as ECDIS. Note that superimposing additional information also includes displaying information obtained through voice recognition, or simply highlighting the information.
本発明の請求項3によれば、気象状況などによって国際VHF通信のノイズ増加を招いているといった悪環境下であっても、AIS情報を教師データとした音声認識装置の学習により、音声列の音声認識を高精度に行うことが可能になる。 According to claim 3 of the present invention, even in adverse environments such as those where weather conditions increase noise in international VHF communications, it is possible to perform highly accurate voice recognition of voice sequences by training a voice recognition device using AIS information as training data.
本発明の請求項4によれば、音声の特徴情報を保存することにより、以降1度通信をした相手と再度通信する場合には、音声認識をすることなく、ディスプレイに表示されている相手船舶の前記付加情報を重畳することが可能になる。 According to claim 4 of the present invention, by storing voice characteristic information, when communicating again with a party with whom you have previously communicated, it is possible to superimpose the additional information of the other vessel displayed on the display without performing voice recognition.
本発明の請求項5によれば、国際VHF通信をしている相手船舶がAIS非搭載船であった場合に、これを察知することが出来、電子海図情報表示部に表示されていない可能性がある旨の警告を発することが可能になる。
According to claim 5 of the present invention, if the other ship communicating with the international VHF radio is not equipped with AIS, it is possible to detect this and issue a warning that the information may not be displayed on the electronic chart information display unit.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図1はAIS(Automatic Identification System: 船舶自動識別装置)による情報交換の様子を示したもので、101は通信相手の船舶、103は自船、105は海上交通センターなど陸上に設置される設備、107はECDIS(Electronic Chart Display and Information System: 電子海図表示情報システム)である。 Figure 1 shows information exchange using the AIS (Automatic Identification System), where 101 is the other vessel, 103 is the vessel itself, 105 is a facility installed on land such as a maritime traffic center, and 107 is the ECDIS (Electronic Chart Display and Information System).
AISは洋上を航行する船舶同士が航行情報を相互に交換するための装置であり、衝突予防と人命安全の観点からSOLAS条約によって定められる対象船舶への搭載が義務化された。しかし小型漁船などではまだ搭載率が低いのが現状である。従って、海上の安全を考える場合、AIS搭載を前提にするのみではなく、非搭載船を考慮に入れたシステムを検討することが求められる。 AIS is a device that allows ships navigating the ocean to exchange navigation information with each other, and is now mandatory for ships designated by the SOLAS Convention to be equipped with it in order to prevent collisions and ensure the safety of human life. However, the current installation rate is still low on small fishing boats and other vessels. Therefore, when considering maritime safety, it is necessary not only to assume that AIS is installed, but also to consider a system that takes into account ships that do not have it.
AISは図1に示すように、陸上に設置される設備と船舶に装備する装置で構成されている。船舶101に装備されたAIS装置からは、自船の識別符号、船名、位置、針路、船速、行き先などの個別データがVHF電波によって自動的に発射され、付近を航行している他船103の受信機や、陸上にある海上交通センターなどに設置された受信設備105によって受信される。受信した情報は例えばECDIS107によって視覚的に搭乗者に伝えられる。 As shown in Figure 1, AIS consists of equipment installed on land and devices installed on ships. Individual data such as the ship's identification code, name, position, course, speed, and destination is automatically transmitted via VHF radio waves from the AIS device installed on ship 101, and is received by receivers on other ships 103 sailing nearby, or by receiving equipment 105 installed at a maritime traffic center on land. The received information is visually communicated to passengers, for example, by ECDIS 107.
AIS専用周波数はVHF帯海上移動業務用周波数から割り当てられ、通信範囲は基本的にアンテナからの見通し範囲に相当し、およそ37から56kmとなっている。 AIS-dedicated frequencies are allocated from the VHF maritime mobile service frequencies, and the communication range is basically equivalent to the line-of-sight range from the antenna, which is approximately 37 to 56 km.
図2は本発明にかかる処理全体のフローである。受信部201にて他船舶からの国際VHF通信を受信する。国際VHF通信は、まず連絡設定用チャンネルで相手船を呼び出し、その後、通話用チャンネルに切り換えて通話を行うのが一般的である。受信部201は便宜上、通話用チャンネルに切り換えた後を記している。 Figure 2 shows the overall processing flow for the present invention. The receiver 201 receives international VHF communications from other ships. In international VHF communications, it is common to first call the other ship on a contact setup channel, and then switch to a call channel to make the call. For convenience, the receiver 201 is shown after switching to the call channel.
相手船舶から受信部201にて国際VHF通信を受信したら、その音声信号に関し、音声認識部203にて音声認識を行う。当該203にて認識し抽出する語彙は船名である。抽出方法としては後述するように、AIS受信情報に含まれる船名を音声列から検索する手段や、「~丸」や「~号」といった船名であることを示す語句を認識することにより可能となる。このように通信音声から音声認識により相手船名を取得することが出来るのである。 When the receiver 201 receives an international VHF communication from the other vessel, the voice signal is subjected to voice recognition by the voice recognition unit 203. The vocabulary recognized and extracted by this unit 203 is the ship's name. As will be described later, extraction methods include searching for the ship's name contained in the AIS received information from a voice string, or by recognizing words that indicate a ship's name, such as "~maru" or "~go." In this way, the name of the other vessel can be obtained from the communication voice using voice recognition.
次に表示制御部205において、前記取得した相手船名と、AIS信号から随時得られている周囲の船舶の船名リストを比較し、当該リストから相手船名と一致する船舶を検索する。船名が一致した船舶に関し、表示制御部205は当該船舶に関して強調フラグをオンにする。 Next, the display control unit 205 compares the acquired ship name with a list of ship names of surrounding ships obtained from AIS signals at any time, and searches for ships that match the ship name from the list. For ships with matching ship names, the display control unit 205 turns on a highlight flag for those ships.
表示部207においてはAIS装置によって自船周囲を航行する船舶が複数表示されているが、前記強調フラグがオンになっている船舶について、色や輝度を強調することで、目視により強調フラグがオンの船舶を認識することが出来る。 The display unit 207 displays multiple ships sailing around the ship using the AIS device, and by emphasizing the color and brightness of ships with the highlight flag turned on, ships with the highlight flag turned on can be visually identified.
このように、本発明によれば、国際VHF通信で通信している相手船舶が、ECDIS上に点在している他船のシンボルの中のどのシンボルなのかを目視でわかるような表示形態で表示することが可能になる。このことにより、通信している相手の自船との相対位置関係を視覚的に瞬時に理解することが可能になるのである。 In this way, this invention makes it possible to display the symbol of the other vessel with which you are communicating via international VHF communications in a format that allows you to visually identify which symbol among the symbols of other vessels scattered across the ECDIS is the other vessel. This makes it possible to instantly and visually understand the relative position of the other vessel with which you are communicating.
図3は音声認識装置の認識率を上げる処理フローである。認識率を上げるために音声認識装置の各種パラメータを変更する処理は学習とも呼ばれる。 Figure 3 shows the process flow for improving the recognition rate of a voice recognition device. The process of changing various parameters of a voice recognition device to improve the recognition rate is also called training.
前述のように、AIS搭載船は適宜AIS情報を自動送信している。このAIS情報には、自船の識別符号、船名、位置、針路、行き先などが含まれる。 As mentioned above, ships equipped with AIS automatically transmit AIS information as appropriate. This AIS information includes the ship's identification code, name, position, course, destination, etc.
周囲の船舶からのAIS情報はAIS受信部301で受信し、AIS情報取得部303で前記AIS情報をそれぞれ識別する。本発明においては前記AIS情報のうち、船名情報を利用する。一方、双方の船舶の船員同士は国際VHF通信で音声通信を交わすことが出来る。図3によれば、国際VHF受信部305で相手船舶からの信号を受信し、音声認識部307で音声通信の内容を音声認識する。本発明では通信相手の船名を認識する。 AIS information from surrounding ships is received by the AIS receiver 301, and the AIS information acquisition unit 303 identifies each piece of AIS information. In this invention, ship name information is used from the AIS information. Meanwhile, crew members of both ships can exchange voice communications via international VHF communication. As shown in Figure 3, the international VHF receiver 305 receives signals from the other ship, and the voice recognition unit 307 recognizes the contents of the voice communication. In this invention, the name of the other ship is recognized.
本発明における音声認識部307の学習にあたっては、AIS情報取得部303から得られる情報を教師データとして音声認識部307を調整するのである。ここでは一例として、船名について学習する場合を取り上げる。 When training the voice recognition unit 307 in this invention, the information obtained from the AIS information acquisition unit 303 is used as training data to adjust the voice recognition unit 307. Here, as an example, we will take up the case of learning ship names.
AIS情報取得部303では、周囲の船舶の船名の文字列を取得し、周囲の船舶数からなる船名データベースを作成する。一方で音声認識部307は国際VHF通信で通信している相手船舶の音声信号を得て、これを音声認識し、文字列化するが、洋上の音声信号においては船名を名乗ることが一般的であり、音声の中には船名が入っていると見なすことができる。 The AIS information acquisition unit 303 acquires the character strings of the names of surrounding ships and creates a ship name database consisting of the number of surrounding ships. Meanwhile, the voice recognition unit 307 acquires the voice signals of other ships communicating via international VHF communications, performs voice recognition on these signals, and converts them into character strings. However, since it is common for ships to state their names in voice signals at sea, the voices can be considered to contain the ship's name.
従って、国際VHF通信の音声信号を音声認識して、前記AIS情報からなる船名データベースから選択された船名と紐づけることでECDIS上に情報を付加出来るのであるが、当該選択の手段として種々のものが考えられる。 Therefore, by performing voice recognition on the voice signals of international VHF communications and linking them to a ship name selected from a ship name database made up of the AIS information, information can be added to the ECDIS, and various methods for this selection can be considered.
例えば、船名データベース309のそれぞれを音声認識結果の文字列から検索し、最も差が小さい船名文字列を認識結果とし、該当するAIS情報と紐づける方法である。 For example, each ship name database 309 is searched for the character string of the voice recognition result, and the ship name string with the smallest difference is used as the recognition result and linked to the corresponding AIS information.
また、別の手段として、当該船名音声には引き続き、「~丸」や「~号」といった船名であることを示す語句が続くため、音声認識部307は音声列からこれら定型語を抽出し、引き続き船名を抽出し、文字列化し、その後、当該船名文字列と、前記船名データベースの文字列を比較し、船名データベースの中で最も差が小さい船名文字列を認識結果とし、該当するAIS情報と紐づける方法である。 As another method, since the ship name voice continues with phrases indicating the ship's name, such as "~maru" or "~go", the voice recognition unit 307 extracts these standard words from the voice string, then extracts the ship's name, converts it into a string, and then compares the ship's name string with the strings in the ship's name database, and the ship's name string with the smallest difference in the ship's name database is used as the recognition result, which is then linked to the corresponding AIS information.
音声認識結果とAIS情報との紐づけ方法は前記いずれであってもよいが、このような紐づけをすることで、その結果を用いて音声認識率を向上させることができる。つまり、AIS情報と紐づけた音声認識結果を教師データとし、音声認識部307による認識結果が前記文字列になるよう、これを学習して認識率を向上させるのである。つまり、前記のように音声認識結果と船名データベース309のいずれかは完全に一致するものではなく、最も誤差の少ないものを結果としていたが、当該処理を繰り返すことで次の処理からは誤差はより小さくなる。 Any of the methods described above can be used to link the voice recognition results with the AIS information, but by linking them in this way, the results can be used to improve the voice recognition rate. In other words, the voice recognition results linked with the AIS information are used as training data, and this is learned so that the recognition result by the voice recognition unit 307 becomes the above-mentioned character string, improving the recognition rate. In other words, as described above, the voice recognition result and the ship name database 309 do not perfectly match, and the result with the least error is used, but by repeating this process, the error will become smaller from the next process onwards.
なお、音声認識部307が使うパラメータとしては、単純に音声波形を用いてもよいが、線形予測係数(LPC係数)や、偏自己相関係数(PARCOR係数)や、音声特徴量(ケプストラム係数)など、任意のものであり、本発明においてはこれを限定するものではない。 The parameters used by the speech recognition unit 307 may simply be speech waveforms, but may also be any other parameters such as linear prediction coefficients (LPC coefficients), partial autocorrelation coefficients (PARCOR coefficients), or speech features (cepstrum coefficients), and are not limited to these in the present invention.
また、音声認識結果と船名データベースを比較するにあたっては、単純に文字に対応する波形や音声ホルマントの形状などの比較が考えられる。例えば文字情報から得られる破裂音や正弦波に近い母音などから、「ta(た)」と「cha(ちゃ)」は差が小さいと判断できる。しかし、本発明においてはこういった誤差の比較手段について、これを限定するものではない。 Furthermore, when comparing the voice recognition results with the ship name database, it is possible to simply compare the waveforms corresponding to the characters or the shapes of the speech formants. For example, it is possible to determine that there is little difference between "ta" and "cha" based on the plosive sounds and vowels that are close to sine waves obtained from the character information. However, the present invention does not limit the means of comparing such errors to this.
また、音声認識手段としては、学習データをフィルター群に入力した時に教師データが出力されるように、バックプロパゲーションと呼ばれる方法でフィルター群の係数を修正するニューラルネット法や、近年発展が目覚ましいディープラーニング法や、ファジー推論法など、様々な方法が考えられるが、本発明においてはこれを限定するものではない。 In addition, various methods can be considered for speech recognition, such as neural network methods, which use a method called backpropagation to modify the coefficients of a group of filters so that training data is output when training data is input to the group of filters, deep learning methods, which have seen remarkable development in recent years, and fuzzy inference methods, but these are not intended to be limiting within the scope of the present invention.
このように、本発明においては、音声認識部307で船名を音声認識し船名の文字列を得て、AIS情報取得部303が作成する船名データベースの中から前記音声認識の結果との誤差が最も小さい船名を抽出し、これを教師データとして音声認識部307を学習することで、自船周辺の天候の影響などによってノイズが多くなって誤認識が発生しやすくなっても、高い音声認識精度を保つことが可能になるのである。 In this way, in the present invention, the voice recognition unit 307 performs voice recognition on the ship name to obtain a string of ship name characters, and the ship name with the smallest error compared to the voice recognition result is extracted from the ship name database created by the AIS information acquisition unit 303. This is then used as training data to train the voice recognition unit 307, making it possible to maintain high voice recognition accuracy even when there is increased noise due to factors such as weather around the ship, making misrecognition more likely to occur.
図4は、受信部401で受信した国際VHF音声信号を音声認識部403で音声認識するために算出した前記のようなパラメータを保存するフローである。つまり、音声波形そのものであったり、音声認識処理の過程で生成された線形予測係数や偏自己相関係数などを記憶装置405に保存する。併せて、当該保存した音声認識結果の船舶名も対応付けて保存する。 Figure 4 shows the flow for saving the parameters calculated above to enable the speech recognition unit 403 to recognize the international VHF speech signal received by the receiver 401. In other words, the speech waveform itself, as well as the linear prediction coefficients and partial autocorrelation coefficients generated during the speech recognition process, are saved in the storage device 405. The saved speech recognition results are also saved in association with the ship name.
過去において通信した相手船舶の音声のパラメータを記憶装置405に保存した状態で、現在受信した音声信号が音声認識部403に入力されると、当該音声認識部において、まず音声信号を前記のような音声認識用のパラメータ列に変換する。 When the voice parameters of the other vessel with which communication has been previously made are stored in the storage device 405 and a currently received voice signal is input to the voice recognition unit 403, the voice recognition unit first converts the voice signal into a parameter string for voice recognition as described above.
次に当該パラメータ列と記憶装置405に保存されたパラメータ列を比較する。初期値として設定する誤差閾値以下の差分量であるパラメータ列が記憶装置405に見つかった場合には、当該見つかったパラメータ列に対応付けて保存されている前記音声認識結果の船舶名を音声認識結果とする。 The parameter sequence is then compared with the parameter sequence stored in the memory device 405. If a parameter sequence with a difference amount below the error threshold set as the initial value is found in the memory device 405, the ship name of the voice recognition result stored in association with the found parameter sequence is used as the voice recognition result.
当該処理により、過去に通信したことのある船舶と再び通信する場合に、近似するパラメータが記憶装置405に存在する場合には、音声パラメータを計算する以降の認識処理をせずとも相手船舶名を取得することが可能になるのである。 This process means that when communicating again with a ship with which communication has been previously conducted, if similar parameters exist in the storage device 405, it is possible to obtain the name of the other ship without having to perform subsequent recognition processing to calculate the voice parameters.
ここで、前記誤差閾値以下の差分量であった場合に、あらためて音声認識処理をして記憶装置405の保存データを更新するか、音声認識処理をせずに音声認識結果を出力するかは本発明では限定するものではない。 Here, if the difference is less than the error threshold, the present invention does not limit whether to perform voice recognition processing again to update the data stored in the storage device 405, or to output the voice recognition results without performing voice recognition processing.
図5は通信相手がAIS装置を搭載していない場合について説明するフローである。前記のように音声認識結果とAIS受信部511から得られるAIS情報からなる船名データベース513を比較した際に、予め定めた誤差閾値以内に一致する船名が見つからなかった場合に、通信相手はAISを搭載していないと判断することが出来る。AIS有無判定部501は、当該予め定めた誤差閾値を格納し、音声認識結果と船名データベース513の全ての誤差が当該誤差閾値以上であるかどうかを計算する。 Figure 5 is a flow chart explaining the case where the communication partner does not have an AIS device. As described above, when comparing the voice recognition result with the ship name database 513 consisting of AIS information obtained from the AIS receiver 511, if no matching ship name is found within a predetermined error threshold, it can be determined that the communication partner does not have an AIS. The AIS presence/absence determination unit 501 stores the predetermined error threshold and calculates whether all errors between the voice recognition result and the ship name database 513 are above the error threshold.
この場合は表示制御部507は通信相手がAISを搭載していない旨の文字列を表示部509に伝達し、表示部509にて当該文字列を表示する。なお、前記文字列表示はディスプレイ上の任意の領域で行ったり、警告ランプを点滅させたり、別ウインドウをオープンしてそこに表示したりといった種々の方法が考えられるが、本発明ではこれを限定するものではない。また、表示内容も、通信相手がAISを搭載していないといったことのみではなく、音声認識結果の文字列を表示させることも可能であり、これを限定するものではない。 In this case, the display control unit 507 transmits a string of characters indicating that the communication partner is not equipped with AIS to the display unit 509, and the string of characters is displayed on the display unit 509. Note that the string of characters can be displayed in any area on the display, by flashing a warning lamp, or by opening a separate window, but this is not a limitation of the present invention. Furthermore, the displayed content is not limited to stating that the communication partner is not equipped with AIS; it is also possible to display a string of characters that is the result of voice recognition, and is not a limitation of the present invention.
以上のように、本発明によれば、船舶間で国際VHF通信を行う場合に、通信相手に含まれる船名を音声認識し、ECDISなどの表示装置における相手船を利用者に知らせたり、もしも通信相手がAIS非搭載船であって当該表示装置に表示されていない船舶だった場合には警告を表示したりすることが可能になり、従来は通信相手が表示装置に表示されている周囲の船舶のどれなのかが瞬時に判別出来なかった点を改善し、ひいては安全航行に寄与することが出来るようになる。
As described above, according to the present invention, when international VHF communications are conducted between ships, the name of the ship included in the communication partner can be recognized by voice, and the user can be informed of the other ship on a display device such as ECDIS.If the communication partner is a ship that does not have AIS and is not displayed on the display device, a warning can be displayed.This improves the problem that, in the past, it was not possible to instantly determine which of the surrounding ships displayed on the display device was the communication partner, and ultimately contributes to safe navigation.
101…通信相手の船舶、 103…自船舶、
105…地上局、 107…ECDIS、
201…受信部、 203…音声認識部、
205…表示制御部、 207…表示部、
301…AIS受信部、 303…AIS情報取得部、
305…国際VHF受信部、 307…音声認識部、
309…船名データベース、
401…受信部、 403…音声認識部、
405…記憶装置、
501…AIS有無判定部、 503…国際VHF受信部、
505…音声認識部、 507…表示制御部、
509…表示部、 511…AIS受信部、
513…船名データベース
101...communication partner ship, 103...own ship,
105...Ground station, 107...ECDIS,
201...receiving unit, 203...speech recognition unit,
205...display control unit, 207...display unit,
301...AIS receiving unit, 303...AIS information acquiring unit,
305...International VHF receiving unit, 307...Voice recognition unit,
309...Ship name database,
401: Receiving unit; 403: Speech recognition unit;
405...Storage device,
501...AIS presence/absence determination unit, 503...International VHF receiving unit,
505...speech recognition unit, 507...display control unit,
509...display unit, 511...AIS receiving unit,
513...Ship name database
Claims (5)
前記国際VHF通信における音声情報を学習型音声認識部で認識した結果の船名情報を船名情報1とし、
船舶が受信する複数の船舶のAIS装置が発するAIS情報に含まれる船名情報を船名情報群とし、
前記船名情報群から予め定めた閾値以下であり船名情報1との誤差が最も小さい船名情報を検索した結果を船名情報2とした場合に、
前記船名情報2と前記船名情報1を紐づける船名抽出部を有することを特徴とする、
国際VHF通信を利用した他船表示方法 This device realizes safe navigation using ship-to-ship communications via international VHF radio.
The ship name information obtained by recognizing the voice information in the international VHF communication by the learning voice recognition unit is designated as ship name information 1,
The ship name information included in the AIS information transmitted by the AIS devices of multiple ships received by the ship is defined as a ship name information group,
When the result of searching the ship name information group for the ship name information that is equal to or smaller than a predetermined threshold and has the smallest error with the ship name information 1 is set as ship name information 2,
The system is characterized by having a ship name extraction unit that links the ship name information 2 with the ship name information 1.
How to display other ships using international VHF communications
前記船名抽出部の紐付け結果を前記電子海図情報表示部に重畳する情報重畳部と、
からなることを特徴とした、請求項1に記載の国際VHF通信を利用した他船表示方法 an electronic chart information display unit that displays ship information obtained from AIS information;
an information superimposing unit that superimposes the linking result of the ship name extraction unit on the electronic chart information display unit;
2. The method for displaying other ships using international VHF communications according to claim 1, comprising:
学習データとして前記国際VHF通信における船名音声信号を設定する学習データ設定部と、
教師データとして前記AIS情報に含まれる船名情報の中から前記学習データとの差が最も小さい文字列を設定する教師データ設定部と、
からなることを特徴とする、請求項1乃至請求項2に記載の国際VHF通信を利用した他船表示方法 The learning-type speech recognition unit
a learning data setting unit that sets the ship name voice signal in the international VHF communication as learning data;
a teacher data setting unit that sets, as teacher data, a character string that has the smallest difference from the learning data from among the ship name information included in the AIS information;
3. The method for displaying other ships using international VHF communications according to claim 1 or 2, comprising:
入力される音声の特徴データを記憶する音声記憶部を持ち、
現在入力された音声が、当該音声記憶部に既に保存されている特徴データであるか否かを判定する既保存音声判定部と、
からなることを特徴とする、請求項1乃至請求項3に記載の国際VHF通信を利用した他船表示方法 The learning-type speech recognition unit
a voice storage unit for storing feature data of input voice;
a stored voice determination unit that determines whether the currently input voice is feature data already stored in the voice storage unit;
The method for displaying other ships using international VHF communications according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記学習型音声認識部は、 前記学習データ設定部が設定する学習データと、前記教師データ設定部が設定する教師データとの差が、あらかじめ定めた閾値以上である場合に、 入力された船名音声信号が前記電子海図情報表示部に表示されていない船名であると判断し、 当該電子海図情報表示部に、AIS非搭載船であることを警告することを特徴とする、国際VHF通信を利用した他船表示方法
The method for displaying other ships using international VHF communication according to claims 2 and 3,
The learning-type voice recognition unit determines that the input ship name voice signal is a ship name not displayed on the electronic chart information display unit when a difference between the learning data set by the learning data setting unit and the teacher data set by the teacher data setting unit is equal to or greater than a predetermined threshold, and warns the electronic chart information display unit that the ship is not equipped with AIS.
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