特許ウォッチ

公開番号2024165862
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023082418
出願日2023-05-18
発明の名称経路作成装置、船舶、経路作成方法、及びプログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G08G 3/02 20060101AFI20241121BHJP(信号)
要約【課題】船舶が航行可能な経路を適切に作成する。
【解決手段】船舶の経路作成装置は、障害物の代表点の位置を検出し、代表点の位置を基に、船舶が航行可能な領域と、航行不可能な領域とを示す折れ線マップを構築する折れ線マップ構築部と、折れ線マップを用いて、障害物の位置から遠くなると評価が高くなる評価値を、折れ線マップの位置毎に設定する条件設定部と、評価値に基づいた評価関数を用いて最適化計算を行い、最適化計算の結果が最適となる際の船舶の経路を作成する最適化計算実行部とを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
障害物の代表点の位置を検出し、前記代表点の位置を基に、船舶が航行可能な領域と航行不可能な領域とを示す折れ線マップを構築する折れ線マップ構築部と、
前記折れ線マップを用いて、前記障害物の位置から遠くなると評価が高くなる評価値を、前記折れ線マップの位置毎に設定する条件設定部と、
前記評価値に基づいた評価関数を用いて最適化計算を行い、前記最適化計算の結果が最適となる際の船舶の経路を作成する最適化計算実行部と、
を含む、
経路作成装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記条件設定部は、前記障害物から遠くなるにつれて評価が高くなる前記評価値が、前記折れ線マップの位置毎に割り振られたポテンシャルマップを作成し、前記最適化計算実行部は、前記船舶が前記ポテンシャルマップ上の経由する位置における前記評価値の総和を評価関数として、前記最適化計算を行う、
請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項３】
前記条件設定部は、隣接する２つの前記代表点に基づいて、前記障害物から遠くなるにつれて値が減少する一次ポテンシャル関数を設定し、前記隣接する２つの前記代表点の組合せごとの前記一次ポテンシャル関数を重ね合わせて、前記ポテンシャルマップを作成する、
請求項２に記載の経路作成装置。
【請求項４】
前記最適化計算実行部は、航行時間と、前記船舶の消費エネルギーと、前記船舶の航行状態と、前記船舶への入力の変化率と、前記船舶が前記ポテンシャルマップ上の経由する位置における前記評価値の総和とを評価関数として、前記最適化計算を行う、
請求項２または請求項３に記載の経路作成装置。
【請求項５】
前記最適化計算実行部は、前記航行時間が出来るだけ短くなり、前記船舶の消費エネルギーが出来るだけ少なくなり、前記船舶の航行状態が出来るだけ安定し、前記船舶への入力の変化率が出来るだけ小さくなり、かつ、前記評価値の総和の評価が出来るだけ高くなるように、最適化計算を行う、
請求項４に記載の経路作成装置。
【請求項６】
前記条件設定部は、前記障害物のある位置では第１の値をとり、前記障害物がない位置では前記第１の値より評価が高い第２の値をとる評価値を、前記折れ線マップの位置毎に設定し、前記評価値に基づいて、位置毎に前記評価値が割り振られたコストマップを作成し、前記最適化計算実行部は、前記船舶が前記コストマップ上を経由する位置における前記評価値の総和を評価関数として、前記最適化計算を行う、
請求項１に記載の経路作成装置。
【請求項７】
前記最適化計算実行部は、前記評価値の総和の評価が出来るだけ高くなるように、最適化計算を行う、
請求項６に記載の経路作成装置。
【請求項８】
前記条件設定部は、前記コストマップにフィルタリング処理を実施してフィルタリングコストマップを作成し、前記最適化計算実行部は、前記船舶が前記フィルタリングコストマップ上を経由する位置における前記評価値の総和を評価関数として、前記最適化計算を行う、
請求項６又は請求項７に記載の経路作成装置。
【請求項９】
前記条件設定部は、前記コストマップに基づいて最適化計算により算出された前記船舶の経路を、ベース経路として取得して、前記ベース経路と前記船舶との距離が規定値以内であることを制約条件として設定し、前記折れ線マップを用いて、前記障害物から遠くなるにつれて評価が高くなる前記評価値が、位置毎に割り振られたポテンシャルマップを作成し、前記最適化計算実行部は、前記船舶が前記ポテンシャルマップ上の経由する位置における前記評価値の総和を評価関数とし、かつ、前記制約条件を満たすように、前記最適化計算を行って、前記最適化計算の結果が最適となる際の船舶の経路を作成する、
請求項６又は請求項７に記載の経路作成装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項３、請求項６及び請求項７のいずれか１項に記載の経路作成装置を有する、船舶。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、経路作成装置、船舶、経路作成方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、船舶の航行経路を自動作成する技術が知られている。例えば、特許文献１には、船舶の航行経路を自動作成する方法として、センサにより着岸先の岸壁を点群データとして検出し、そのデータを基に船舶の着岸位置となる目標点を設定後、船舶と目標点までの経路を、経由点という制御点に分けて作成する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２０／１１１０４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように船舶の航行経路を自動作成する際には、船舶が航行可能な経路を適切に作成することが求められている。
【０００５】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、船舶が航行可能な経路を適切に作成可能な経路作成装置、船舶、経路作成方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る船舶の経路作成装置は、障害物の代表点の位置を検出し、前記代表点の位置を基に、船舶が航行可能な領域と、航行不可能な領域とを示す折れ線マップを構築する折れ線マップ構築部と、前記折れ線マップを用いて、前記障害物の位置から遠くなると評価が高くなる評価値を、前記折れ線マップの位置毎に設定する条件設定部と、前記評価値に基づいた評価関数を用いて最適化計算を行い、前記最適化計算の結果が最適となる際の船舶の経路を作成する最適化計算実行部とを、備える。
【０００７】
本開示に係る船舶は、上記経路作成装置を備える。
【０００８】
本開示に係る船舶の経路作成方法は、障害物の代表点の位置を検出し、前記代表点の位置を基に、船舶が航行可能な領域と、航行不可能な領域とを示す折れ線マップを構築するステップと、前記折れ線マップを用いて、前記障害物の位置から遠くなると評価が高くなる評価値を、前記折れ線マップの位置毎に設定するステップと、前記評価値に基づいた評価関数を用いて最適化計算を行い、前記最適化計算の結果が最適となる際の船舶の経路を作成するステップとを含む。
【０００９】
本開示に係るプログラムは、障害物の代表点の位置を検出し、前記代表点の位置を基に船舶が航行可能な領域と、航行不可能な領域とを示す折れ線マップを構築するステップと、前記折れ線マップを用いて、前記障害物の位置から遠くなると評価が高くなる評価値を、前記折れ線マップの位置毎に設定するステップと、前記評価値に基づいた評価関数を用いて最適化計算を行い、前記最適化計算の結果が最適となる際の船舶の経路を作成するステップとを、コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、船舶が航行可能な経路を適切に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許