Construction and Evaluation of Berthing Operation Support Methods That Enable Accurate Guidance

精准引导靠泊作业保障方法构建与评价

• 批准号: 21K04506
• 负责人: 齊藤 詠子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04506/
• 关键词: 着桟操船支援システム; 支援方法; 操縦運動数学モデル; 変針・減速方法; 音声ガイダンス; 支援方法の評価; NASA-TLX; 負担軽減; 精神的負担

まず、着桟操船支援方法の調査として、着桟操船支援方法・自動着桟方法に関する既往研究を調査し、支援システムの動作中、計画に沿って船舶を正確に誘導するための方法を整理した。具体的には、操縦運動数学モデルによる船舶の操縦運動シミュレーションを用いて、変針・減速を計画し音声で提供する方法を整理した。また、シミュレーションを用いて計画された推定値と実際の値との差分を求め、一時的に差分だけ計画を変更することで最初の計画を満足する変針・減速方法を再度計画する方法は、この発想の基本となるアルゴリズムが自動着桟操船において活用されていることを確認しており、学術的に妥当かつ現実的に実行可能な方法であることを既往研究から確認することができた。また、評価方法の検討として、精神的負担を表す指標として用いられるNASA-TLX（NASA Task Load Index）の内容を調査し、NASA-TLXで評価できることと評価の限界を確認した。NASA-TLXによる主観的評価では、多くの被験者が負担を感じた尺度を含め、点数で負担の度合いを評価できる。ただし、具体的に、支援システムのどのような指示が負担の軽減に寄与したのか、また、最も大きな負担を感じた尺度ではどのような支援が負担の増加に寄与したのか等の詳細な評価は難しいことが分かった。支援システムが提供する音声ガイダンスを示し、被験者に対して着桟操船の実行に役立った指示内容を選択できる質問をアンケートに追加することで、負担の軽減に寄与した指示内容を明らかにできる可能性があることを確認した。確認した内容をもとに、本研究で構築する予定の着桟操船支援システムが提供する音声ガイダンスを示し、被験者に対して着桟操船の実行に役立った指示内容を選択できる質問を新たにアンケートとして作成した。

首先，作为靠泊机动支援方法的综述，我们对以往靠泊机动支援方法和自动靠泊方法的研究进行了调查，并整理了在支援系统运行时按照计划准确引导船舶的方法。具体来说，我们开发了一种方法，用于规划航向变化和减速，并使用基于操纵运动数学模型的船舶操纵运动模拟通过语音提供它们。另外，该方法通过模拟找出计划估计值与实际值之间的差异，然后根据该差异临时改变计划，以重新规划满足初始计划的航向改变/减速方法。构成该思想基础的算法被用于自动靠泊操纵，过去的研究已经证实它是一种学术上有效且现实可行的方法。此外，为了研究评价方法，我们对作为表示精神负担的指标的NASA-TLX（NASA任务负荷指数）的内容进行了调查，并确认了NASA-TLX可以评价的内容及其局限性。使用 NASA-TLX 进行主观评估可以使用分数来评估负担程度，包括许多受试者认为负担过重的量表。然而，很难根据感受到的最大负担的大小来进行详细的评估，例如支持系统的哪些具体指示有助于减轻负担，以及什么样的支持有助于增加负担。通过在问卷中添加显示支持系统提供的音频引导的问题，并允许受试者选择有助于执行靠泊操作的指导内容，可以明确有助于减轻负担的指导内容。确认有。根据已确认的信息，将进行新的问卷调查，显示本研究计划构建的靠泊操纵支持系统提供的音频引导，并要求受试者选择有助于执行靠泊操纵的指令。创建为。

项目成果

船員の支援に必要な離着桟操船技術の高度化

支持海员所需的靠泊和离泊操纵技术的复杂性

• 发表时间: 2021
• 作者: Taira Yuichiro;Sagara Shinichi;Oya Masahiro;齊藤詠子
• 通讯作者: 齊藤詠子

自動運航船と離着桟操船技術

船舶自动化导航及靠离泊操纵技术

• 发表时间: 2021
• 作者: 齊藤詠子