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JP7294255B2 - Docking route generation method - Google Patents

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JP7294255B2 JP2020114499A JP2020114499A JP7294255B2 JP 7294255 B2 JP7294255 B2 JP 7294255B2 JP 2020114499 A JP2020114499 A JP 2020114499A JP 2020114499 A JP2020114499 A JP 2020114499A JP 7294255 B2 JP7294255 B2 JP 7294255B2
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Description

本開示は、着岸航路生成方法に関する。 The present disclosure relates to a docking route generation method.

従来、入港した船舶が着岸目標位置まで通った軌跡を理想的な着岸軌跡として記録し、その船舶が軌跡に沿って移動するように操船者に操船指示を行う装置が知られている(例えば、特許文献1等参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a device that records the trajectory of a ship that has entered a port to a target docking position as an ideal docking trajectory, and instructs a ship operator to move the ship along the trajectory (for example, See Patent Document 1, etc.).

特開2011-128943号公報JP 2011-128943 A

理想的な着岸航路は、風、波又は潮流等の環境に応じて変化する。また、理想的な着岸航路は、港湾の状況に応じて変化する。過去の軌跡を着岸航路として移動した場合でも、例えば、港湾の改造等によって、衝突又は座礁等のリスクが生じることがある。 The ideal docking route varies depending on the environment such as wind, waves or currents. Also, the ideal docking route varies depending on port conditions. Even if the past trajectory is used as the docking route, for example, there is a risk of collision or grounding due to port modification or the like.

かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、船舶が着岸目標位置まで移動する際の安全性を高めることにある。 An object of the present disclosure, which has been made in view of such circumstances, is to improve safety when a ship moves to a target docking position.

本開示の一実施形態に係る着岸航路生成方法は、船舶の着岸操船開始地点及び着岸目標地点を取得することと、前記着岸操船開始地点と前記着岸目標地点とを結ぶ第1直線を、前記着岸操船開始地点を支点として所定のオフセット角で回転した第2直線を算出することと、前記第2直線のうち、前記着岸目標地点を含む着岸目標領域の境界線との交点までを、前記船舶が前記着岸操船開始地点から前記着岸目標地点まで航行する着岸航路の少なくとも一部として設定することとを含む。 A docking route generation method according to an embodiment of the present disclosure acquires a docking maneuver start point and a target docking point of a ship, and generates a first straight line connecting the docking maneuver start point and the target docking point. calculating a second straight line rotated at a predetermined offset angle with the maneuvering starting point as a fulcrum; and setting it as at least a part of a docking route for navigating from the docking maneuver start point to the target docking point.

本開示の一実施形態に係る着岸航路生成方法によれば、船舶が着岸目標位置まで移動する際の安全性が高められ得る。 According to the docking route generation method according to the embodiment of the present disclosure, safety can be enhanced when the ship moves to the target docking position.

船舶の着岸航路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the docking route of a ship. 本開示の一実施形態に係る着岸航路生成装置、及び、船舶の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of a docking route generation device and a vessel according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 船舶における推進装置の配置例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of arrangement of propulsion devices on a ship; 着岸航路生成方法の手順例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a procedure example of a docking route generating method; 着岸航路と復帰航路との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between a docking route and a return route; 操船制御方法の手順例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an example of a procedure of a ship maneuvering control method;

図1に示されるように、船舶10は、岸壁又は桟橋等を含む着岸施設80に着岸するために、港内の構造物、海底、又は、他の船舶等に接触しないように移動する必要がある。船舶10は、a0で示される着岸操船開始地点から、bで示される着岸目標地点に向けて航行して着岸目標地点に着岸する。着岸操船開始地点(a0)に位置する船舶10は、船舶10aとして実線で表される。着岸目標地点(b)に着岸した船舶10は、船舶10bとして二点鎖線の仮想線で表される。 As shown in FIG. 1, a vessel 10 needs to move to dock at a docking facility 80, such as a quay wall or jetty, without contacting structures in the harbor, the seabed, other vessels, or the like. . The vessel 10 sails from the docking maneuver start point indicated by a0 toward the target docking point indicated by b, and berths at the target docking point. The vessel 10 positioned at the docking vessel maneuvering start point (a0) is represented by a solid line as a vessel 10a. The ship 10 docked at the target docking point (b) is represented by a two-dot chain virtual line as a ship 10b.

船舶10は、着岸操船開始地点(a0)から所定の経路に沿って航行して着岸目標地点(b)まで到達する。船舶10が着岸施設80に着岸するまでに航行する所定の経路は、着岸航路とも称される。仮に、船舶10が着岸操船開始地点(a0)から着岸目標地点(b)へ直線的に移動した場合、船舶10は、係留船等の障害物に接触することがある。船舶10が障害物に接触せずに着岸目標地点(b)へ移動できるように、着岸航路が設定されることが求められる。着岸航路は、例えば以下のように設定される。 The vessel 10 travels along a predetermined route from the docking start point (a0) and reaches the docking target point (b). The predetermined route that the ship 10 navigates until it berths at the docking facility 80 is also called a docking route. If the ship 10 moves linearly from the docking maneuver start point (a0) to the docking target point (b), the ship 10 may come into contact with an obstacle such as a moored ship. It is required that the docking route be set so that the ship 10 can move to the target docking point (b) without coming into contact with any obstacles. The docking route is set as follows, for example.

図1の例において、着岸操船開始地点(a0)と着岸目標地点(b)とを結ぶ第1直線が仮定される。第1直線は、L1で表される。また、第1直線(L1)に対してθ1で表される所定角度だけ傾斜する第2直線が仮定される。第2直線は、L2で表される。また、着岸目標地点(b)を含む着岸目標領域の境界線が仮定される。境界線はdで表される。境界線(d)と第2直線(L2)との交点は、船舶10の仮目標地点と称され、eで表される。また、仮目標地点(e)と着岸目標地点(b)とを結ぶ第3直線が仮定される。第3直線は、L3で表される。 In the example of FIG. 1, a first straight line connecting the docking maneuver starting point (a0) and the target docking point (b) is assumed. The first straight line is denoted by L1. Also, a second straight line is assumed to be inclined by a predetermined angle represented by θ1 with respect to the first straight line (L1). A second straight line is denoted by L2. Also, the boundary line of the target docking area including the target docking point (b) is assumed. The boundary is denoted by d. The intersection of the boundary line (d) and the second straight line (L2) is called the temporary target point of the ship 10 and is denoted by e. A third straight line connecting the temporary target point (e) and the docking target point (b) is assumed. A third straight line is denoted by L3.

船舶10は、着岸操船開始地点(a0)から第2直線(L2)に沿って仮目標地点(e)まで航行する。船舶10は、仮目標地点(e)から第3直線(L3)に沿って着岸目標地点(b)まで航行する。つまり、着岸航路は、第2直線(L2)に沿って着岸操船開始地点(a0)から仮目標地点(e)まで航行し、第3直線(L3)に沿って仮目標地点(e)から着岸目標地点(b)まで航行する経路として設定される。 The ship 10 navigates from the docking start point (a0) to the temporary target point (e) along the second straight line (L2). The ship 10 navigates from the temporary target point (e) to the target docking point (b) along the third straight line (L3). In other words, the berthing route is to navigate along the second straight line (L2) from the berthing maneuver start point (a0) to the temporary target point (e), and along the third straight line (L3) from the temporary target point (e) to the berth. It is set as a route to navigate to the target point (b).

着岸航路は、経由点を有する。第2直線(L2)の上に位置する経由点は、e1からenまでのn個の地点を含むとする。第3直線(L3)の上に位置する経由点は、b1からbmまでのm個の地点を含むとする。ここで、n及びmは、自然数である。n及びmは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。船舶10は、各経由点を経由しながら着岸目標地点(b)まで航行する。 A docking route has a waypoint. It is assumed that the waypoints located on the second straight line (L2) include n points from e1 to en. It is assumed that the waypoints located on the third straight line (L3) include m points from b1 to bm. where n and m are natural numbers. n and m may be the same value or different values. The ship 10 navigates to the target docking point (b) while passing through each waypoint.

本開示の一実施形態に係る着岸航路生成装置1は、例えば図1に示されるような着岸航路を生成する。さらに、着岸航路生成装置1は、生成した着岸航路に沿って船舶10が航行するように、船舶10を制御してもよい。 A docking route generation device 1 according to an embodiment of the present disclosure generates a docking route as shown in FIG. 1, for example. Furthermore, the docking route generation device 1 may control the vessel 10 so that the vessel 10 navigates along the generated docking route.

図2に示されるように、着岸航路生成装置1は、制御部2と、位置情報取得部3と、方位情報取得部4と、操作部5と、記憶部6とを備える。着岸航路生成装置1は、制御部2で船舶10と通信可能に接続されてよい。 As shown in FIG. 2 , the docking route generation device 1 includes a control unit 2 , a position information acquisition unit 3 , a direction information acquisition unit 4 , an operation unit 5 and a storage unit 6 . The docking route generation device 1 may be communicably connected to the ship 10 by the control unit 2 .

位置情報取得部3は、船舶10の位置を特定する位置情報を取得する。位置情報取得部3は、船舶10の位置を検出して位置情報として出力する位置センサを含んでよい。位置情報取得部3は、位置センサから位置情報を取得してもよい。位置センサは、衛星測位システムに対応する受信機を含んでよい。衛星測位システムに対応する受信機は、例えばGPS(Global Positioning System)受信機を含んでもよいが、これに限られず、他の種々の受信機を含んでよい。船舶10の位置は、緯度及び経度によって特定されてよい。船舶10の位置は、ブイ等の所定の目印からの相対的な位置として特定されてもよい。船舶10の位置は、これらの例に限られず、種々の形式で特定されてもよい。 The position information acquisition unit 3 acquires position information specifying the position of the vessel 10 . The position information acquisition unit 3 may include a position sensor that detects the position of the ship 10 and outputs it as position information. The position information acquisition unit 3 may acquire position information from a position sensor. The position sensor may include a receiver compatible with a satellite positioning system. The receiver compatible with the satellite positioning system may include, for example, a GPS (Global Positioning System) receiver, but is not limited to this and may include other various receivers. The position of vessel 10 may be specified by latitude and longitude. The position of the vessel 10 may be specified as a relative position from a predetermined landmark such as a buoy. The position of the ship 10 is not limited to these examples, and may be specified in various formats.

方位情報取得部4は、船舶10の方位を特定する方位情報を取得する。方位情報取得部4は、船舶10の方位を検出して方位情報として出力する方位センサを含んでよい。方位情報取得部4は、方位センサから方位情報を取得してもよい。方位センサは、例えば、地磁気センサ等の種々のセンサを含んで構成されてよい。船舶10の方位は、船舶10の船首が向く方角を意味する。船舶10の方位は、所定方向に対する角度として特定されてよい。所定方向は、例えば、東西南北のいずれかの方向であってもよい。船舶10の方位は、東西南北を含む8方位又は16方位等で特定されてよい。 The azimuth information acquisition unit 4 acquires azimuth information specifying the azimuth of the ship 10 . The azimuth information acquisition unit 4 may include an azimuth sensor that detects the azimuth of the ship 10 and outputs it as azimuth information. The orientation information acquisition unit 4 may acquire orientation information from an orientation sensor. The orientation sensor may be configured including various sensors such as a geomagnetic sensor, for example. The azimuth of the ship 10 means the direction in which the bow of the ship 10 faces. The azimuth of the ship 10 may be specified as an angle with respect to a predetermined direction. The predetermined direction may be, for example, any one of east, west, south, and north. The azimuth of the ship 10 may be specified by 8 azimuths including north, south, east, west, or 16 azimuths.

制御部2は、着岸航路生成装置1の各構成部から情報を取得するとともに、各構成部を制御するための情報を出力する。制御部2は、位置情報取得部3から船舶10の現在位置を特定する位置情報を取得する。制御部2は、船舶10の着岸目標地点を特定する情報を取得する。制御部2は、船舶10の現在位置と着岸目標地点とに基づいて着岸航路を生成する。制御部2は、着岸航路上に経由点を設定する。制御部2は、船舶10が経由点を目標にして着岸目標地点に近づくように船舶10の移動を制御する。制御部2は、船舶10を制御する情報を生成し、船舶10に出力する。 The control unit 2 acquires information from each component of the docking route generation device 1 and outputs information for controlling each component. The control unit 2 acquires position information specifying the current position of the ship 10 from the position information acquisition unit 3 . The control unit 2 acquires information specifying the target docking point of the ship 10 . The control unit 2 generates a docking route based on the current position of the ship 10 and the target docking point. The control unit 2 sets a waypoint on the docking route. The control unit 2 controls the movement of the vessel 10 so that the vessel 10 targets the waypoint and approaches the target docking point. The control unit 2 generates information for controlling the ship 10 and outputs the information to the ship 10 .

制御部2は、1つ以上のプロセッサを含んでよい。本実施形態において「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、特定の処理に特化した専用のプロセッサ等であるが、これらに限られない。制御部2は、1つ以上の専用回路を含んでもよい。専用回路は、例えば、FPGA(Field-Programmable Gate Array)又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)を含んでよい。制御部2は、プロセッサの代わりに専用回路を含んでもよいし、プロセッサとともに専用回路を含んでもよい。 Control unit 2 may include one or more processors. In this embodiment, the "processor" is a general-purpose processor, a dedicated processor specializing in specific processing, or the like, but is not limited to these. Control unit 2 may include one or more dedicated circuits. The dedicated circuit may include, for example, an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The control unit 2 may include a dedicated circuit instead of the processor, or may include a dedicated circuit together with the processor.

記憶部6は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等を含んで構成されてよい。記憶部6は、磁気ディスク等の電磁記憶媒体を含んで構成されてよい。記憶部6は、これらに限られず、他の種々の記憶デバイスを含んで構成されてもよい。記憶部6は、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部6は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体を含んでよい。記憶部6は、着岸航路生成装置1の各構成部の動作に用いられる任意の情報を格納する。例えば、記憶部6は、システムプログラム、又はアプリケーションプログラム等を格納してもよい。記憶部6は、制御部2に含まれてもよい。 The storage unit 6 may be configured including, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical memory, or the like. The storage unit 6 may be configured including an electromagnetic storage medium such as a magnetic disk. The storage unit 6 is not limited to these, and may be configured including other various storage devices. The storage unit 6 may function, for example, as a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory. Storage unit 6 may include a non-transitory computer-readable medium. The storage unit 6 stores arbitrary information used for the operation of each component of the docking route generation device 1 . For example, the storage unit 6 may store system programs, application programs, or the like. Storage unit 6 may be included in control unit 2 .

操作部5は、着岸航路生成装置1のユーザによる操作入力を受け付ける入力デバイスを含んで構成される。入力デバイスは、例えば、キーボード又は物理キーを含んでもよいし、タッチパネル若しくはタッチセンサ又はマウス等のポインティングデバイスを含んでもよい。入力デバイスは、例えば、音声の入力を受け付けるマイク等を含んでもよい。入力デバイスは、これらの例に限られず、他の種々のデバイスを含んでもよい。 The operation unit 5 includes an input device that receives an operation input from the user of the docking route generation device 1 . The input device may include, for example, a keyboard or physical keys, or may include a touch panel or touch sensor, or a pointing device such as a mouse. The input device may include, for example, a microphone that accepts voice input. Input devices are not limited to these examples, and may include other various devices.

着岸航路生成装置1は、必須ではないが出力部7を更に備えてもよい。着岸航路生成装置1は、出力部7で船舶10と通信可能に接続されてよい。制御部2は、出力部7を介して、船舶10の制御情報を船舶10に対して出力してよい。 The docking route generation device 1 may further include an output unit 7, although this is not essential. The docking route generation device 1 may be communicably connected to the vessel 10 at the output unit 7 . The control unit 2 may output control information of the ship 10 to the ship 10 via the output unit 7 .

出力部7は、表示デバイスを含んで構成されてもよい。制御部2は、出力部7に船舶10の制御情報を表示させることによって、船舶10の操作者に対して船舶10の制御情報を報知してもよい。表示デバイスは、LED(Light Emission Diode)等の発光デバイスを含んでよい。表示デバイスは、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)であってよい。表示デバイスは、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ又は無機ELディスプレイであってよい。表示デバイスは、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)であってよい。表示デバイスは、これらのディスプレイに限られず、他の種々の方式のディスプレイであってもよい。表示デバイスは、タッチパネルとして入力デバイスと一体に構成されてもよい。 The output unit 7 may be configured including a display device. The control section 2 may notify the operator of the vessel 10 of the control information of the vessel 10 by causing the output section 7 to display the control information of the vessel 10 . The display device may include a light emitting device such as an LED (Light Emission Diode). The display device may be, for example, a liquid crystal display (LCD). The display device may be an organic EL (Electro-Luminescence) display or an inorganic EL display. The display device may be a plasma display (PDP: Plasma Display Panel). The display device is not limited to these displays, and may be displays of other various types. The display device may be configured integrally with the input device as a touch panel.

(船舶10の構成例)
図2及び図3に示されるように、船舶10は、第1推進装置31と、第2推進装置32と、第3推進装置33とを備える。第1推進装置31及び第2推進装置32は、船舶10に対して、前進方向又は後退方向の推進力を加える。第3推進装置33は、船舶10に対して、左右方向の推進力を加える。第1推進装置31、第2推進装置32及び第3推進装置33は、推進装置とも総称される。推進装置は、例えば、プロペラ等の旋回式推進装置を含んで構成されてよいし、ウォータージェット推進装置を含んで構成されてもよい。推進装置は、これらの例に限られず、ポッドドライブ又は船内外機等の種々の装置を含んで構成されてよい。
(Configuration example of ship 10)
As shown in FIGS. 2 and 3, the vessel 10 includes a first propulsion device 31, a second propulsion device 32, and a third propulsion device 33. As shown in FIGS. The first propulsion device 31 and the second propulsion device 32 apply propulsive force in the forward or backward direction to the ship 10 . The third propulsion device 33 applies a lateral thrust to the ship 10 . The first propulsion device 31, the second propulsion device 32 and the third propulsion device 33 are also collectively referred to as propulsion devices. The propulsion device may include, for example, a turning type propulsion device such as a propeller, or may include a water jet propulsion device. The propulsion device is not limited to these examples, and may be configured including various devices such as a pod drive or an inboard/outboard motor.

船舶10は、第1アクチュエータ21と、第2アクチュエータ22と、第3アクチュエータ23とを更に備える。第1アクチュエータ21は、第1推進装置31が出力する推進力を制御する。第2アクチュエータ22は、第2推進装置32が出力する推進力を制御する。第3アクチュエータ23は、第3推進装置33が出力する推進力を制御する。第1アクチュエータ21、第2アクチュエータ22及び第3アクチュエータ23は、アクチュエータとも総称される。アクチュエータは、例えばプロペラを回転させるモータ又はエンジン等を含んで構成されてよい。アクチュエータは、ウォータージェット推進装置から水を噴出させるポンプそのものを含んで構成されてもよいし、ポンプを制御する装置を含んでもよい。 Vessel 10 further includes a first actuator 21 , a second actuator 22 and a third actuator 23 . The first actuator 21 controls the propulsive force output by the first propulsion device 31 . The second actuator 22 controls the propulsive force output by the second propulsion device 32 . The third actuator 23 controls the propulsive force output by the third propulsion device 33 . The first actuator 21, the second actuator 22 and the third actuator 23 are also collectively called actuators. The actuator may include, for example, a motor or an engine that rotates the propeller. The actuator may include a pump itself for ejecting water from the water jet propulsion device, or may include a device for controlling the pump.

船舶10は、第1推進装置31又は第2推進装置32の推進力によって前進したり後退したりできる。船舶10は、第3推進装置33の推進力によって、左右に旋回できる。また、船舶10は、第1推進装置31の推進力と第2推進装置32の推進力とが異なることによっても、左右に旋回できる。制御部2は、各推進装置の推進力を制御することによって、船舶10の位置及び速度、並びに方位を制御し、船舶10の前進若しくは後退又は旋回を制御できる。 The ship 10 can move forward or backward by the propulsive force of the first propulsion device 31 or the second propulsion device 32 . The ship 10 can turn left and right by the propulsive force of the third propulsion device 33 . The ship 10 can also turn left and right due to the difference between the propulsion force of the first propulsion device 31 and the propulsion force of the second propulsion device 32 . By controlling the propulsion force of each propulsion device, the control unit 2 can control the position, speed, and bearing of the ship 10 , and can control forward movement, retreat, or turning of the ship 10 .

図2及び図3の例において、船舶10は、3つの推進装置を備える。船舶10は、少なくとも2つの、独立に制御可能な推進装置を備えることによって、船舶10の位置及び速度、並びに方位を変更できる。つまり、制御部2は、少なくとも2つの推進装置の推進力を制御することによって、船舶10の位置及び速度、並びに方位を制御し、船舶10の前進若しくは後退又は旋回を制御できる。 In the example of Figures 2 and 3, the vessel 10 comprises three propulsion devices. Vessel 10 may be provided with at least two independently controllable propulsion devices to change the position and speed and heading of vessel 10 . That is, the control unit 2 can control the position, speed, and heading of the ship 10 by controlling the propulsion forces of at least two propulsion devices, and can control the forward movement, retreat, or turning of the ship 10 .

船舶10は、着岸航路生成装置1の制御部2が出力する制御情報に基づいて制御されてよい。制御部2が出力する制御情報は、各アクチュエータを制御する情報を含んでよい。着岸航路生成装置1は、船舶10に搭載されてもよいし、搭載されていなくてもよい。着岸航路生成装置1は、船舶10に搭載されていない場合、船舶10と無線で通信することによって、船舶10の各アクチュエータに対して制御情報を送信してもよい。着岸航路生成装置1は、通信インタフェースを含んで構成されてよい。着岸航路生成装置1は、出力部7として通信インタフェースを備えてもよい。船舶10の制御情報を生成する構成は、着岸航路生成装置1と別体に設けられてもよい。 The ship 10 may be controlled based on the control information output by the control section 2 of the docking route generation device 1 . The control information output by the controller 2 may include information for controlling each actuator. The docking route generation device 1 may or may not be mounted on the vessel 10 . If the docking route generation device 1 is not mounted on the vessel 10 , it may transmit control information to each actuator of the vessel 10 by wirelessly communicating with the vessel 10 . The docking route generation device 1 may be configured including a communication interface. The docking route generation device 1 may include a communication interface as the output unit 7 . The configuration for generating the control information for the vessel 10 may be provided separately from the docking route generation device 1 .

(着岸航路の生成動作)
制御部2は、位置情報取得部3から船舶10の現在位置を取得する。船舶10の現在位置は、現船舶位置とも称される。制御部2は、現船舶位置を、着岸操船開始地点(a0)として記憶部6に格納する。制御部2は、着岸目標地点(b)を取得する。着岸目標地点(b)の情報は、記憶部6にあらかじめ格納されていてもよい。着岸目標地点(b)は、操作部5からユーザによって入力されてもよい。
(Generation operation of docking route)
The control unit 2 acquires the current position of the ship 10 from the position information acquisition unit 3 . The current position of the ship 10 is also referred to as the current ship position. The control unit 2 stores the current ship position in the storage unit 6 as a docking ship maneuver start point (a0). The control unit 2 acquires the target docking point (b). Information on the target docking point (b) may be stored in the storage unit 6 in advance. The target docking point (b) may be input by the user through the operation unit 5 .

制御部2は、着岸操船開始地点(a0)と着岸目標地点(b)とを結ぶ第1直線(L1)を算出する。制御部2は、着岸操船開始地点(a0)を支点として第1直線(L1)をθ1で表される角度だけ回転した第2直線(L2)を算出する。θ1で表される角度は、オフセット角とも称される。船舶10は、着岸操船開始地点(a0)から着岸目標地点(b)へ直線的に移動した場合に係留船等の障害物に接触することがある。制御部2は、船舶10が障害物に接触せずに着岸目標地点(b)へ移動できるように着岸航路を生成する。制御部2は、風、潮流、又は、船舶10の位置若しくは方位の検出結果の誤差の影響があっても障害物等から十分な余裕をもって船舶10の直線航路を生成できるようにオフセット角(θ1)を設定する。 The control unit 2 calculates a first straight line (L1) connecting the docking start point (a0) and the target docking point (b). The control unit 2 calculates a second straight line (L2) by rotating the first straight line (L1) by an angle represented by θ1 with the docking start point (a0) as a fulcrum. The angle represented by θ1 is also called an offset angle. The vessel 10 may come into contact with an obstacle such as a moored vessel when moving linearly from the docking maneuver start point (a0) to the docking target point (b). The control unit 2 generates a docking route so that the ship 10 can move to the target docking point (b) without coming into contact with obstacles. The control unit 2 adjusts the offset angle (θ1 ).

制御部2は、着岸目標地点(b)を含む着岸目標領域を設定する。具体的には、制御部2は、着岸目標領域の境界線(d)を設定する。制御部2は、着岸目標領域の範囲内において船舶10が障害物に接触せずに着岸目標地点(b)に向けて直線的に移動できるように、着岸目標領域を設定する。着岸目標領域は、着岸目標地点(b)を中心とする円形の領域として設定されてもよい。 The control unit 2 sets a target docking area including the target docking point (b). Specifically, the control unit 2 sets the boundary line (d) of the target docking area. The control unit 2 sets the target docking area so that the vessel 10 can move linearly toward the target docking point (b) without coming into contact with obstacles within the range of the target docking area. The target docking area may be set as a circular area centered at the target docking point (b).

制御部2は、第2直線(L2)と境界線(d)との交点を仮目標地点(e)として算出する。つまり、第2直線(L2)は、着岸操船開始地点(a0)と仮目標地点(e)とを結ぶ。制御部2は、第2直線(L2)のうち、仮目標地点(e)までを着岸航路の少なくとも一部として設定する。 The control unit 2 calculates the intersection of the second straight line (L2) and the boundary line (d) as the temporary target point (e). That is, the second straight line (L2) connects the docking ship maneuver start point (a0) and the temporary target point (e). The control unit 2 sets the second straight line (L2) up to the temporary target point (e) as at least part of the docking route.

制御部2は、着岸操船開始地点(a0)と仮目標地点(e)との間の第2直線(L2)上にn個の経由点(e1~en)を設定する。船舶10は、経由点(e1~en)を目標にして航行する。制御部2は、船舶10が経由点(e1~en)を目標にして仮目標地点(e)まで航行するように、船舶10の制御情報を生成して船舶10に出力してもよい。 The control unit 2 sets n waypoints (e1 to en) on the second straight line (L2) between the docking start point (a0) and the temporary target point (e). The ship 10 navigates with waypoints (e1 to en) as targets. The control unit 2 may generate control information for the vessel 10 and output it to the vessel 10 so that the vessel 10 navigates to the provisional target point (e) with the waypoints (e1 to en) as targets.

制御部2は、現船舶位置を取得し、現船舶位置が着岸目標領域内になったか判定する。つまり、制御部2は、船舶10が境界線(d)に到達したか判定する。制御部2は、船舶10が境界線(d)に到達した場合、現船舶位置と着岸目標地点(b)とを結ぶ第3直線(L3)を算出する。制御部2は、第3直線(L3)を着岸航路として設定する。制御部2は、第3直線(L3)上にm個の経由点(b1~bm)を設定する。つまり、制御部2は、船舶10を制御するための経由点を、経由点(e1~en)から、経由点(b1~bm)に更新する。船舶10は、経由点(b1~bm)を目標にして航行し、着岸施設80に着岸する。制御部2は、船舶10が経由点(b1~bm)を目標にして着岸目標地点(b)まで航行するように、船舶10の制御情報を生成して船舶10に出力してもよい。 The control unit 2 acquires the current ship position and determines whether the current ship position is within the target docking area. That is, the control unit 2 determines whether the ship 10 has reached the boundary line (d). When the ship 10 reaches the boundary line (d), the control unit 2 calculates a third straight line (L3) connecting the current ship position and the target docking point (b). The control unit 2 sets the third straight line (L3) as the docking route. The control unit 2 sets m via points (b1 to bm) on the third straight line (L3). That is, the control unit 2 updates the waypoints for controlling the ship 10 from the waypoints (e1 to en) to the waypoints (b1 to bm). The ship 10 navigates with the waypoints (b1 to bm) as targets, and berths at the docking facility 80 . The control unit 2 may generate control information for the vessel 10 and output it to the vessel 10 so that the vessel 10 navigates to the target docking point (b) with the waypoints (b1 to bm) as targets.

制御部2は、船舶10が障害物に接触しない着岸航路を生成できるように、任意の現船舶位置を着岸操船開始地点(a0)として設定してもよい。制御部2は、船舶10が障害物に接触しない着岸航路を生成できる着岸操船開始地点(a0)まで船舶10を誘導してもよい。 The control unit 2 may set any current vessel position as the docking vessel maneuver start point (a0) so that a docking route in which the vessel 10 does not come into contact with an obstacle can be generated. The control unit 2 may guide the vessel 10 to the docking vessel maneuver start point (a0) where a docking route can be generated in which the vessel 10 does not come into contact with an obstacle.

以上述べてきたように、制御部2は、任意の現船舶位置を着岸操船開始地点(a0)として設定して着岸航路を生成できる。このようにすることで、制御部2は、船舶10が着岸操船をする時々の状況に応じて着岸操船開始地点(a0)を決定できる。その結果、固定された過去の理想的な着岸軌跡に頼ることなく、直前に安全を確認した着岸操船開始地点(a0)から着岸目標地点(b)までの着岸航路が生成される。 As described above, the control unit 2 can generate a docking route by setting an arbitrary current ship position as the docking ship maneuver start point (a0). By doing so, the control unit 2 can determine the start point (a0) of the docking maneuver according to the situation at the time when the ship 10 performs the docking maneuver. As a result, a docking route from the docking maneuver start point (a0) whose safety was confirmed immediately before to the target docking point (b) is generated without relying on a fixed past ideal docking trajectory.

<着岸航路生成方法のフローチャートの一例>
着岸航路生成装置1の制御部2は、図4に例示されるフローチャートの手順を含む着岸航路生成方法を実行してもよい。着岸航路生成方法は、制御部2のプロセッサに実行させる着岸航路生成プログラムとして実現されてもよい。着岸航路生成プログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてよい。
<An example of the flow chart of the docking route generation method>
The control unit 2 of the docking route generation device 1 may execute the docking route generation method including the procedure of the flowchart illustrated in FIG. The docking route generation method may be implemented as a docking route generation program that is executed by the processor of the control unit 2 . The docking route generation program may be stored in a non-transitory computer-readable medium.

制御部2は、位置情報取得部3から現船舶位置を取得するとともに、方位情報取得部4から現船舶方位を取得する(ステップS1)。 The control unit 2 acquires the current ship position from the position information acquisition unit 3 and acquires the current ship bearing from the direction information acquisition unit 4 (step S1).

制御部2は、第2直線を算出する(ステップS2)。具体的には、制御部2は、現船舶位置を着岸操船開始地点に設定する。制御部2は、着岸操船開始地点とあらかじめ設定されている着岸目標地点とを結ぶ第1直線を算出する。制御部2は、第1直線を、着岸操船開始地点を支点として所定のオフセット角で回転した直線を第2直線として算出する。 The control unit 2 calculates a second straight line (step S2). Specifically, the control unit 2 sets the current ship position as the docking ship maneuver start point. The control unit 2 calculates a first straight line that connects the docking maneuver start point and a preset docking target point. The control unit 2 calculates a second straight line obtained by rotating the first straight line by a predetermined offset angle with the berthing ship maneuvering starting point as a fulcrum.

制御部2は、第2直線と、着岸目標領域の境界線との交点を仮目標地点として算出する(ステップS3)。 The control unit 2 calculates the intersection of the second straight line and the boundary line of the target docking area as a temporary target point (step S3).

制御部2は、着岸操船開始地点と仮目標地点とを結ぶ線分を着岸航路に設定する(ステップS4)。 The control unit 2 sets a line segment connecting the docking ship maneuvering start point and the temporary target point as the docking route (step S4).

制御部2は、船舶10を仮目標地点まで航行させるように操船制御する(ステップS5)。 The control unit 2 controls the ship 10 to sail to the temporary target point (step S5).

制御部2は、船舶10が仮目標地点に到達したか判定する(ステップS6)。制御部2は、船舶10が仮目標地点に到達していない場合(ステップS6:NO)、ステップS5の手順に戻る。 The control unit 2 determines whether the ship 10 has reached the temporary target point (step S6). If the ship 10 has not reached the temporary target point (step S6: NO), the control unit 2 returns to step S5.

制御部2は、船舶10が仮目標地点に到達した場合(ステップS6:YES)、仮目標地点から着岸目標地点までの着岸航路を形成する(ステップS7)。具体的には、制御部2は、仮目標地点と着岸目標地点とを結ぶ線分を算出し、着岸航路に設定する。 When the ship 10 reaches the temporary target point (step S6: YES), the control unit 2 forms a docking route from the temporary target point to the target docking point (step S7). Specifically, the control unit 2 calculates a line segment connecting the temporary target point and the target docking point, and sets it as the docking route.

制御部2は、船舶10を着岸目標地点まで航行させるように操船制御する(ステップS8)。制御部2は、ステップS8の手順の実行後、図4のフローチャートの手順の実行を終了する。 The control unit 2 controls the ship 10 to navigate to the target docking point (step S8). After executing the procedure of step S8, the control unit 2 ends the execution of the procedure of the flowchart of FIG.

以上述べてきた着岸航路生成方法が実行されることによって、船舶10が障害物に接触しない着岸航路が生成される。 By executing the docking route generation method described above, a docking route is generated in which the ship 10 does not come into contact with obstacles.

<小括>
以上述べてきたように、一実施形態に係る着岸航路生成装置1は、船舶10の着岸目標地点(b)と着岸操船開始地点(a0)との2点から着岸航路を生成できる。具体的には、着岸航路生成装置1の制御部2は、着岸目標地点(b)と着岸操船開始地点(a0)とを結ぶ直線に対して、既定のオフセット角(c)で傾斜した第1直線を設定する。制御部2は、オフセット後の第1直線上において、離散的に経由点を設定する。制御部2は、オフセット後の第1直線上の経由点を目標にして船舶10を移動させる。制御部2は、船舶10が着岸目標地点(b)を含む、境界線(d)で区画される着岸目標領域の範囲内に入った場合、現船舶位置(a)から着岸目標地点(b)を結ぶ第2直線上において、離散的に経由点を設定して経由点を更新する。
<Summary>
As described above, the docking route generation device 1 according to one embodiment can generate a docking route from two points, the docking target point (b) of the ship 10 and the docking ship maneuvering start point (a0). Specifically, the control unit 2 of the docking route generation device 1 controls the first line that is inclined at a predetermined offset angle (c) with respect to the straight line connecting the target docking point (b) and the start point of docking ship maneuvering (a0). Set a straight line. The control unit 2 discretely sets waypoints on the first straight line after the offset. The control unit 2 moves the ship 10 aiming at the via point on the first straight line after the offset. When the vessel 10 enters the range of the target docking area defined by the boundary line (d) including the target docking point (b), the control unit 2 changes the target docking point (b) from the current vessel position (a). , discretely set via points on the second straight line connecting , and update the via points.

言い換えれば、着岸航路生成装置1は、船舶10の位置情報及び船舶方位を検出する検出手段を具備し、あらかじめ設定された着岸目標地点及び船舶10の着岸操船開始地点の2点から着岸航路を生成する着岸航路生成方法を実行する。着岸航路生成方法は、着岸航路生成装置1が着岸操船開始点と着岸目標地点を直線で結んだ線分に対し所定の角度でオフセットした第1直線を算出することを含む。着岸航路生成方法は、着岸航路生成装置1が第1直線と着岸目標地点を含む着岸目標領域の境界線との交点と、着岸操船開始地点とを結ぶ線分によって着岸航路を形成することを含む。 In other words, the docking route generation device 1 includes detection means for detecting the position information and the ship direction of the ship 10, and generates the docking route from two points, the preset target docking point and the docking maneuver start point of the ship 10. Execute the docking route generation method. The docking route generation method includes the docking route generation device 1 calculating a first straight line that is offset by a predetermined angle from a straight line connecting the start point of the docking maneuver and the target docking point. The docking route generation method includes forming the docking route by the line segment connecting the intersection of the first straight line and the boundary line of the target docking area including the target docking point with the docking ship maneuver start point. .

また、着岸航路生成方法は、所定のオフセット角、又は、着岸目標位置を含む着岸目標領域の境界線の少なくとも一方を、着岸開始地点と着岸操作開始地点との距離に応じて可変に設定することを更に含んでもよい。 Further, in the docking route generation method, at least one of the predetermined offset angle and the boundary line of the target docking area including the target docking position is set variably according to the distance between the docking start point and the docking operation start point. may further include

(船舶10の制御)
着岸航路生成装置1は、生成した着岸航路に基づいて船舶10の航行を制御するための制御情報を生成して船舶10に出力してもよい。以下、船舶10の航行を制御する動作が説明される。
(Control of ship 10)
The docking route generation device 1 may generate control information for controlling the navigation of the ship 10 based on the generated docking route and output the control information to the ship 10 . The operation of controlling the navigation of the ship 10 will be described below.

<経由点に向かう船舶10の制御>
着岸航路生成装置1は、船舶10が着岸航路に沿って航行するように、例えば以下のように船舶10を制御することができる。
<Control of Vessel 10 Heading to Waypoint>
The docking route generation device 1 can control the ship 10 as follows, for example, so that the ship 10 navigates along the docking route.

制御部2は、位置情報取得部3から現船舶位置を取得する。制御部2は、現船舶位置に近い経由点を目標とする経由点として設定する。目標とする経由点は、目標経由点とも称される。制御部2は、現船舶位置が目標経由点に近づくように、船舶10の推進装置の推進力を制御する。制御部2は、現船舶位置が目標経由点を含む所定範囲内に入った場合、次の経由点を新たな目標経由点として設定する。制御部2は、船舶10が着岸目標地点に到達するまで、船舶10の制御を繰り返す。 The control unit 2 acquires the current ship position from the position information acquisition unit 3 . The control unit 2 sets a via point close to the current vessel position as a target via point. A target waypoint is also referred to as a target waypoint. The control unit 2 controls the propulsion force of the propulsion device of the ship 10 so that the current ship position approaches the target waypoint. When the current ship position is within a predetermined range including the target waypoint, the control unit 2 sets the next waypoint as a new target waypoint. The control unit 2 repeats the control of the ship 10 until the ship 10 reaches the target docking point.

制御部2は、現船舶位置の変化に基づいて船舶速度ベクトルを算出して目標船舶速度ベクトルとしてもよい。制御部2は、現船舶速度ベクトルが目標船舶速度ベクトルに一致するように船舶10の推進装置の推進力を制御してもよい。 The control unit 2 may calculate a vessel speed vector based on changes in the current vessel position and use it as the target vessel velocity vector. The control unit 2 may control the propulsion force of the propulsion device of the ship 10 so that the current ship speed vector matches the target ship speed vector.

<着岸航路から逸脱した船舶10の制御>
着岸航路生成装置1は、船舶10が外乱によって着岸航路から逸脱する場合に、船舶10を着岸航路に戻すように、例えば以下のように船舶10を制御することができる。図5に示されるように、船舶10の着岸操船開始地点(a0)と、経由点(e1~en)とが設定されているとする。制御部2は、船舶10が経由点(e1~en)を目標にして航行するように船舶10を制御する。着岸操船開始地点(a0)と各経由点(e1~en)とを結ぶ線分は、船舶10の着岸航路に対応する。
<Control of ship 10 deviating from docking route>
When the ship 10 deviates from the docking route due to disturbance, the docking route generation device 1 can control the ship 10 as follows, for example, so as to return the ship 10 to the docking route. As shown in FIG. 5, it is assumed that a start point (a0) for docking maneuvering of the vessel 10 and waypoints (e1 to en) are set. The control unit 2 controls the ship 10 so that the ship 10 navigates with the waypoints (e1 to en) as targets. A line segment connecting the docking maneuver start point (a0) and each waypoint (e1 to en) corresponds to the docking route of the ship 10. FIG.

制御部2は、位置情報取得部3から現船舶位置を取得する。現船舶位置は、aで表されるとする。船舶10が制御部2の制御にかかわらず風又は波等の外乱によって初期位置(a0)から移動してしまうことによって、現船舶位置(a)は、初期位置(a0)に対して移動している。 The control unit 2 acquires the current ship position from the position information acquisition unit 3 . Assume that the current ship position is represented by a. When the vessel 10 moves from the initial position (a0) due to disturbances such as wind or waves regardless of the control of the control unit 2, the current vessel position (a) moves with respect to the initial position (a0). there is

制御部2は、方位情報取得部4から現在の船舶10の方位を取得する。現在の船舶10の方位は、現船舶方位とも称される。現船舶方位を表す単位ベクトルは、現船舶方位ベクトルとも称され、pで表されるとする。制御部2は、現船舶方位ベクトル(p)を、目標船舶方位を表す単位ベクトルに設定する。目標船舶方位を表す単位ベクトルは、目標船舶方位ベクトルとも称される。目標船舶方位は、制御部2が船舶10の方位を制御するための目標に対応する。制御部2は、一旦、現船舶方位ベクトルを目標船舶方位ベクトルとして設定するものの、後述するように目標船舶方位ベクトルを更新する。 The control unit 2 acquires the current bearing of the ship 10 from the bearing information acquisition unit 4 . The current ship 10 heading is also referred to as the current ship heading. The unit vector representing the current ship heading is also called the current ship heading vector and is denoted by p. The control unit 2 sets the current ship heading vector (p) to a unit vector representing the target ship heading. A unit vector representing a target ship heading is also referred to as a target ship heading vector. The target ship heading corresponds to a target for the control unit 2 to control the heading of the ship 10 . The control unit 2 temporarily sets the current ship bearing vector as the target ship bearing vector, but updates the target ship bearing vector as described later.

制御部2は、着岸航路から逸脱した船舶10が着岸航路に戻るための復帰航路を設定する。船舶10が着岸航路に戻る地点は、e(x)で表され、復帰地点とも称される。。つまり、制御部2は、現船舶位置(a)を始点としてe(x)で着岸航路に交わる線分を復帰航路として設定する。制御部2は、aとe(x)とを結ぶ線分の長さがsで表される所定距離になるように、復帰航路を設定する。このように復帰航路が設定されることによって、船舶10は、現船舶位置(a)から所定距離(s)だけ航行することで着岸航路に復帰できる。制御部2は、e(x)-a=sが成立するe(x)を復帰地点として設定するともいえる。 The control unit 2 sets a return route for the vessel 10 that has deviated from the docking route to return to the docking route. The point at which the vessel 10 returns to the docking route is denoted by e(x) and is also referred to as the return point. . That is, the control unit 2 sets a line segment that starts from the current ship position (a) and intersects the docking route at e(x) as the return route. The control unit 2 sets the return route so that the length of the line segment connecting a and e(x) is a predetermined distance represented by s. By setting the return route in this manner, the ship 10 can return to the docking route by sailing a predetermined distance (s) from the current ship position (a). It can be said that the control unit 2 sets e(x) at which e(x)-a=s holds as the return point.

着岸航路と復帰航路との角度は、θ2で表される。制御部2は、θ2ができるだけ早く0に近づくように、目標船舶方位ベクトルを更新する。具体的には、制御部2は、現船舶方位ベクトル(p)を、θ2よりも大きい角度であるθ3で回転させたベクトルを算出して新たな目標船舶方位ベクトルとして設定する。θ3の大きさは、θ2の大きさに基づいて決定される。現船舶方位ベクトル(p)をθ3だけ回転させたベクトルは、p1で表される。つまり、目標船舶方位ベクトルは、p1で表されるベクトルに更新される。 The angle between the docking route and the return route is represented by θ2. The control unit 2 updates the target ship heading vector so that θ2 approaches 0 as soon as possible. Specifically, the control unit 2 calculates a vector obtained by rotating the current ship azimuth vector (p) by an angle θ3 larger than θ2, and sets it as a new target ship azimuth vector. The magnitude of θ3 is determined based on the magnitude of θ2. A vector obtained by rotating the current ship bearing vector (p) by θ3 is represented by p1. That is, the target ship bearing vector is updated to the vector represented by p1.

制御部2は、現船舶方位ベクトル(p)が目標船舶方位ベクトル(p1)に近づくように、かつ、船舶10が着岸航路上の地点に近づくように、船舶10の各推進装置が出力する推進力の大きさを制御する。制御部2は、所定のタイミングで、現船舶位置及び現船舶方位を取得して上述の制御を繰り返す。所定のタイミングは、周期的に定められてもよいし、不定期に定められてもよい。 The control unit 2 controls the propulsion output from each propulsion device of the vessel 10 so that the current vessel azimuth vector (p) approaches the target vessel azimuth vector (p1) and the vessel 10 approaches a point on the docking route. Control the magnitude of the force. The control unit 2 acquires the current ship position and the current ship heading at a predetermined timing, and repeats the above-described control. The predetermined timing may be determined periodically or may be determined irregularly.

また、船舶10は、船首方向にまっすぐな推進力を出したとしても、必ずしも船首方向にまっすぐ進まない。つまり、船舶10の推進力ベクトルの方向(p1の方向に一致する)と、船舶10の速度ベクトルとは、一致しない。なぜならば、船舶10に対して風又は潮流等による外力が加わるからである。船舶10は、風又は潮流等の外力によって流されながら、船舶10の推進力と外力との合力の方向に進む。船舶10の速度ベクトルの方向は、船舶10の推進力と外力との合力の方向に一致する。図5において、船舶10の速度ベクトルは、Vで表される。船舶10に作用する外力のベクトルは、Fで表される。p1で表されるベクトルが船舶10の推進力ベクトルに対応すると仮定して、船舶10の速度ベクトル(V)は、船舶10の推進力ベクトル(p1)と、船舶10に作用する外力のベクトル(F)との和になる。また、外力が逆方向に変化した場合は、θ2の状態量に応じて点aを始点とするベクトルp1が、点aを始点とするベクトルpの向きと点aと点e(x)とを結ぶ破線との間に向くように、θ3が算出される。 In addition, the ship 10 does not necessarily move straight in the bow direction even if a straight propulsive force is applied in the bow direction. That is, the direction of the propulsive force vector of the ship 10 (matching the direction of p1) and the velocity vector of the ship 10 do not match. This is because an external force is applied to the ship 10 by wind, tidal currents, or the like. The ship 10 advances in the direction of the resultant force of the propulsive force of the ship 10 and the external force while being swept by an external force such as wind or tidal current. The direction of the velocity vector of the ship 10 matches the direction of the resultant force of the propulsive force of the ship 10 and the external force. In FIG. 5, the velocity vector of the ship 10 is represented by V. As shown in FIG. A vector of external forces acting on the vessel 10 is represented by F. Assuming that the vector represented by p1 corresponds to the propulsive force vector of the ship 10, the velocity vector (V) of the ship 10 is the propulsive force vector (p1) of the ship 10 and the vector of the external force acting on the ship 10 ( F). Also, when the external force changes in the opposite direction, the vector p1 starting at the point a changes the direction of the vector p starting at the point a and the point a and the point e(x) according to the state quantity θ2. θ3 is calculated so as to point between the connecting dashed lines.

<操船制御方法のフローチャートの一例>
着岸航路生成装置1の制御部2は、図6に例示されるフローチャートの手順を含む操船制御方法を実行することによって、着岸航路から逸脱した船舶10を着岸航路に復帰させてよい。操船制御方法は、制御部2のプロセッサに実行させる操船制御プログラムとして実現されてもよい。操船制御プログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてよい。
<Example of flow chart of ship maneuvering control method>
The control unit 2 of the docking route generation device 1 may return the ship 10 that has deviated from the docking route to the docking route by executing the ship maneuvering control method including the procedures of the flowchart illustrated in FIG. The marine vessel maneuvering control method may be implemented as a marine vessel maneuvering control program that is executed by the processor of the control unit 2 . The ship maneuvering control program may be stored in a non-transitory computer-readable medium.

制御部2は、記憶部6から船舶10の着岸航路及び経由点の情報を取得する(ステップS11)。 The control unit 2 acquires information on the docking route and waypoints of the ship 10 from the storage unit 6 (step S11).

制御部2は、位置情報取得部3から現船舶位置を取得するとともに、方位情報取得部4から現船舶方位を取得する(ステップS12)。 The control unit 2 acquires the current ship position from the position information acquisition unit 3 and acquires the current ship bearing from the direction information acquisition unit 4 (step S12).

制御部2は、目標船舶方位を設定する(ステップS13)。具体的には、制御部2は、現船舶方位ベクトルを目標船舶方位ベクトルとして設定する。 The control unit 2 sets the target ship heading (step S13). Specifically, the control unit 2 sets the current ship heading vector as the target ship heading vector.

制御部2は、復帰航路を算出する(ステップS14)。具体的には、制御部2は、現船舶位置(a)から所定距離(s)だけ離れた地点で船舶10が着岸航路に復帰できるように復帰航路を算出する。 The control unit 2 calculates the return route (step S14). Specifically, the control unit 2 calculates the return route so that the ship 10 can return to the docking route at a point a predetermined distance (s) away from the current ship position (a).

制御部2は、目標船舶方位を更新する(ステップS15)。具体的には、制御部2は、着岸航路と復帰航路との角度(θ2)に基づいて、目標船舶方位ベクトルを回転させる角度(θ3)を決定し、目標船舶方位ベクトルを更新する。 The control unit 2 updates the target ship bearing (step S15). Specifically, the control unit 2 determines an angle (θ3) for rotating the target ship bearing vector based on the angle (θ2) between the docking route and the return route, and updates the target ship bearing vector.

制御部2は、船舶10を着岸航路へ復帰させるように操船制御する(ステップS16)。 The control unit 2 controls the ship 10 to return to the docking route (step S16).

制御部2は、船舶10が着岸航路に復帰したか判定する(ステップS17)。制御部2は、船舶10が着岸航路に復帰していない場合(ステップS17:NO)、ステップS12の手順に戻る。 The control unit 2 determines whether the vessel 10 has returned to the docking route (step S17). If the vessel 10 has not returned to the docking route (step S17: NO), the controller 2 returns to the procedure of step S12.

制御部2は、船舶10が着岸航路に復帰した場合(ステップS17:YES)、図6のフローチャートの手順の実行を終了する。 When the vessel 10 has returned to the docking route (step S17: YES), the control unit 2 ends the execution of the procedure of the flowchart of FIG.

<小括>
一実施形態に係る着岸航路生成装置1は、船舶10の操船を制御してもよい。着岸航路生成装置1が船舶10の操船を制御する場合、着岸航路生成装置1は、操船制御装置とも称される。操船制御装置は、生成した着岸航路に沿って船舶10が航行するように船舶10を制御する。具体的には、操船制御装置は、生成した着岸航路の経由点に沿って船舶10を移動させるように、風向き、風速、又は潮流等に基づいて、船舶10の最適な方位と最適な速度ベクトルとを算出する。操船制御装置は、船舶10の方位と速度ベクトルとを算出結果に一致させるように、アクチュエータに制御情報を出力して推進装置を制御する。
<Summary>
The docking route generation device 1 according to one embodiment may control the maneuvering of the vessel 10 . When the docking route generation device 1 controls the maneuvering of the ship 10, the docking route generation device 1 is also called a ship maneuvering control device. The ship maneuvering control device controls the ship 10 so that the ship 10 navigates along the generated docking route. Specifically, the ship maneuvering control device determines the optimum azimuth and the optimum speed vector of the ship 10 based on the wind direction, wind speed, tidal current, or the like so as to move the ship 10 along the generated waypoint of the docking route. and The marine vessel maneuvering control device outputs control information to the actuators to control the propulsion device so that the azimuth and velocity vector of the marine vessel 10 match the calculated results.

また、操船制御装置は、着岸航路生成装置1が生成した着岸航路上の1点又は複数点の経由点のうち、着岸目標地点及び現船舶位置に近い経由点を目標経由点に設定する。操船制御装置は、船舶10が目標経由点に移動するように制御する。操船制御装置は、現船舶位置の変化に基づいて船舶速度ベクトルを算出して目標船舶速度ベクトルとするとともに、現船舶方位を取得して目標船舶方位とする。操船制御装置は、現船舶方位及び現船舶速度ベクトルが目標船舶方位及び目標船舶速度に一致するように船舶10の推進装置の推進力を制御する。 Further, the ship maneuvering control device sets the target docking point and the waypoint closest to the current ship position to the target waypoint among the one or more waypoints on the docking route generated by the docking route generation device 1 . The ship maneuvering control device controls the ship 10 to move to the target waypoint. The ship maneuvering control device calculates a ship speed vector based on a change in the current ship position and sets it as a target ship speed vector, and acquires the current ship heading to set it as a target ship heading. The ship maneuvering control device controls the propulsive force of the propulsion device of the ship 10 so that the current ship heading and current ship speed vector match the target ship heading and target ship speed.

(他の実施形態)
<操船表示装置>
船舶10は、操作者によって操作されてもよい。着岸航路生成装置1の出力部7又は制御部2は、生成した目標船舶方位及び目標船舶速度に現船舶方位及び現船舶速度ベクトルを近づけるために操作者が入力すべき船舶10の操船装置の操作量を表示してもよい。この場合、着岸航路生成装置1は、操船表示装置とも称される。船舶10の操船装置は、船舶10の操作者が各アクチュエータを操作する装置を含む。船舶10の操船装置は、例えば、推進装置の推進力を制御するためのレバー等を含んでよい。船舶10の操船装置は、船舶10の方位の旋回角度を入力するための操舵装置を含んでもよい。
(Other embodiments)
<Ship Maneuvering Display Device>
Vessel 10 may be operated by an operator. The output unit 7 or the control unit 2 of the docking route generating device 1 provides the operation of the ship 10 to be input by the operator in order to bring the current ship heading and current ship speed vector close to the generated target ship heading and target ship speed. quantity may be displayed. In this case, the docking route generation device 1 is also called a ship maneuvering display device. The marine vessel 10 maneuvering device includes a device that allows an operator of the marine vessel 10 to operate each actuator. The marine vessel 10 maneuvering device may include, for example, a lever or the like for controlling the propulsive force of the propulsion device. The steering device of the marine vessel 10 may include a steering device for inputting a turning angle of the azimuth of the marine vessel 10 .

<着岸航路生成の他の態様>
着岸航路生成装置1の制御部2、又は、操船制御装置は、船舶10が目標経由点の所定範囲内に到達した時点で着岸航路上において、着岸方向に向けて最も近い経由点を新たな目標経由点に設定してよい。
<Other aspects of docking route generation>
The control unit 2 of the docking route generating device 1 or the ship maneuvering control device sets the nearest waypoint in the docking direction as a new target on the docking route when the ship 10 reaches within a predetermined range of the target waypoint. You can set it as a waypoint.

着岸航路生成装置1の制御部2は、船舶10が着岸目標地点を含む着岸目標領域に入った時点で、現船舶位置から着岸目標地点を結ぶ第3直線(L3)を設定するとともに、着岸航路を第3直線(L3)に更新してよい。 When the ship 10 enters the target docking area including the target docking point, the control unit 2 of the docking route generation device 1 sets a third straight line (L3) connecting the current ship position to the target docking point, and may be updated to the third straight line (L3).

着岸航路生成装置1の制御部2、又は、操船制御装置は、船舶10が着岸目標地点又は目標経由点から所定の範囲内に到達した時点で、目標船舶方位と目標船舶速度ベクトルとをそれぞれ、あらかじめ設定されている着岸方位と船舶速度ベクトルとに更新して船舶10の制御を継続してもよい。 The control unit 2 of the docking route generating device 1 or the ship maneuvering control device sets the target ship heading and the target ship speed vector, respectively, when the ship 10 reaches within a predetermined range from the target docking point or the target waypoint. The control of the ship 10 may be continued by updating to the preset docking direction and ship speed vector.

着岸航路生成装置1の制御部2、又は、操船制御装置は、現在の船舶10の速度ベクトルと目標船舶速度ベクトルとに基づいて船舶10を制御した場合における船舶10の加速度を算出してよい。着岸航路生成装置1の制御部2、又は、操船制御装置は、船舶10の加速度が所定の最大加速度以下になるように、目標船舶速度ベクトルを補正してよい。 The control unit 2 of the docking route generation device 1 or the ship maneuvering control device may calculate the acceleration of the ship 10 when the ship 10 is controlled based on the current speed vector of the ship 10 and the target ship speed vector. The control unit 2 of the docking route generation device 1 or the ship maneuvering control device may correct the target ship speed vector so that the acceleration of the ship 10 is equal to or less than a predetermined maximum acceleration.

着岸航路生成装置1の制御部2は、船舶10の航行中に操作された推進装置の推進力に基づいて、船舶10の進行速度及び進行方向を予測してよい。制御部2は、方位情報取得部4と位置情報取得部3とから得られた船舶10の現在の進行速度及び進行方向の、予測された進行速度及び進行方向に対する偏差を算出してよい。制御部2は、算出した偏差に基づいて、船舶10に加わる外乱の強さ及び方向を算出し、算出結果に基づいてオフセット角及び着岸目標領域を補正してよい。 The controller 2 of the docking route generation device 1 may predict the traveling speed and traveling direction of the vessel 10 based on the propulsion force of the propulsion device operated while the vessel 10 is sailing. The control unit 2 may calculate the deviation of the current traveling speed and traveling direction of the ship 10 obtained from the azimuth information acquiring unit 4 and the position information acquiring unit 3 from the predicted traveling speed and traveling direction. The control unit 2 may calculate the strength and direction of the disturbance applied to the ship 10 based on the calculated deviation, and correct the offset angle and target docking area based on the calculation results.

着岸航路生成装置1の制御部2は、外乱の強さ及び方向の算出結果に基づいて、途中経由点を設定してよい。制御部2は、着岸操作開始点と該途中経由点を結んだ線分と、該途中経由点と着岸目標地点を直線で結んだ線分に対し所定の角度でオフセットした直線を算出し、該直線と該着岸目標地点を中心とした着岸目標領域の境界線(d)との交点と該着岸操船開始地点とを結んだ線分とにより着岸航路を形成してよい。 The control unit 2 of the docking route generation device 1 may set intermediate points based on the calculation result of the strength and direction of the disturbance. The control unit 2 calculates a line segment connecting the docking operation start point and the intermediate waypoint, and a straight line offset by a predetermined angle from the line segment connecting the intermediate waypoint and the target docking point. A docking route may be formed by a line segment connecting a straight line and a boundary line (d) of a target docking area centered on the target docking point and a line segment connecting the docking ship maneuvering start point.

また、制御部2は、着岸操作開始点と途中経由点とを結ぶ線分を算出して、算出した線分を着岸航路に設定してよい。制御部2は、途中経由点と着岸目標地点とを結ぶ直線を、途中経由点を支点として所定角度だけ回転した直線を算出し、途中経由点から、算出した直線が着岸目標領域の境界線と交わる点までを結ぶ線分を、着岸航路に設定してよい。 Further, the control unit 2 may calculate a line segment connecting the start point of the docking operation and the intermediate point, and set the calculated line segment as the docking route. The control unit 2 calculates a straight line obtained by rotating a straight line connecting a midway point and a target docking point by a predetermined angle with the midway waypoint as a fulcrum, and determines the calculated straight line from the midway waypoint as the boundary line of the target docking area. A line segment connecting up to the point of intersection may be set as the docking route.

着岸航路生成装置1の制御部2、又は、操船制御装置は、船舶10が着岸目標地点又は目標経由点から所定の範囲内に到達した時点で、船舶10を停船させたり定点保持させたりするように制御してよい。 The control unit 2 of the docking route generation device 1 or the ship maneuvering control device stops the ship 10 or holds the ship 10 at a fixed point when the ship 10 reaches within a predetermined range from the target docking point or the target waypoint. can be controlled to

本開示に係る実施形態を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段又は各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段又はステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described with reference to drawings and examples, it should be noted that various variations and modifications can be easily made by those skilled in the art based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included within the scope of this disclosure. For example, functions included in each means or each step can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and multiple means or steps can be combined into one or divided. .

1 着岸航路生成装置(2:制御部、3:位置情報取得部、4:方位情報取得部、5:操作部、6:記憶部、7:出力部)
10 船舶(21~23:第1~第3アクチュエータ、31~33:第1~第3推進装置)
80 着岸施設
1 Docking Route Generation Device (2: Control Unit, 3: Position Information Acquisition Unit, 4: Direction Information Acquisition Unit, 5: Operation Unit, 6: Storage Unit, 7: Output Unit)
10 Ship (21 to 23: 1st to 3rd actuators, 31 to 33: 1st to 3rd propulsion devices)
80 Berthing facilities

Claims (1)

船舶の着岸操船開始地点及び着岸目標地点を取得することと、
前記着岸操船開始地点と前記着岸目標地点とを結ぶ第1直線を、前記着岸操船開始地点を支点として所定のオフセット角で回転した第2直線を算出することと、
前記第2直線のうち、前記着岸目標地点を含む着岸目標領域の境界線との交点までを、前記船舶が前記着岸操船開始地点から前記着岸目標地点まで航行する着岸航路の少なくとも一部として設定することと
を含む着岸航路生成方法。
Acquiring a docking maneuver start point and a docking target point of the ship;
calculating a second straight line obtained by rotating a first straight line connecting the start point of berthing maneuvering and the target berthing point by a predetermined offset angle with the start point of berthing maneuvering as a fulcrum;
A portion of the second straight line up to an intersection with a boundary line of a target docking area including the target docking point is set as at least a part of a docking route along which the ship navigates from the docking maneuver start point to the target docking point. A docking route generation method including
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