KR101155602B1 - Navigation equipment simulator for vessel collision avoidance system - Google Patents

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Abstract

본 발명의 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터는, 각종 항해 정보들을 획득하여 자선박과 타선박의 충돌 상황 관련 정보들을 생성하며, 상기 충돌 상황 관련 정보들을 이용하여 상기 자선박을 제어하는 항해 시스템부 및 상기 자선박의 기준 항해 정보들을 생성하며, 상기 생성된 기준 항해 정보들을 상기 항해 시스템부와 송신하면서, 상기 항해 시스템부를 실제 선박에 적용할 수 있도록 충돌회피 시스템의 모의 시험을 실시하는 시뮬레이터 시스템부를 포함한다.The navigation equipment simulator for a collision avoidance system for a ship of the present invention obtains various navigation information to generate collision situation related information between a ship and another ship, and controls the vessel using the collision situation related information. Simulator system for generating reference navigation information of the ship and the ship, and performing the simulation test of the collision avoidance system to apply the navigation system to the actual ship while transmitting the generated reference navigation information with the navigation system. Contains wealth.

Description

선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터{Navigation equipment simulator for vessel collision avoidance system}Navigation equipment simulator for vessel collision avoidance system

본 발명은 선박용 충돌회피 시뮬레이터에 관한 것으로, 특히 본 발명은 전자해도와 레이더와 같은 항해 시스템들과 각종 항해 센서들에서 오는 정보를 취합하고 충돌 상황에 대한 정보들을 획득하여 모니터링 함으로써, 선박이 실시간으로 장애물을 회피하면서 안전한 경로로 운항할 수 있도록 하는 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a collision avoidance simulator for ships, and in particular, the present invention collects information from navigation systems, such as electronic charts and radars and various navigation sensors, and acquires and monitors information on a collision situation so that the vessel can monitor in real time. The present invention relates to a navigational equipment simulator for a collision avoidance system for a ship that allows a ship to operate in a safe path while avoiding obstacles.

선박 충돌회피를 위한 학계 연구로서, DCPA(Distance of the Closest Point Approach)와 TCPA(Time of the Closest Point Approach)를 입력 정보로 하여 퍼지(Fuzzy) 추론으로 충돌 위험도를 추정하는 방법이 제안되었고, 이를 기반으로 한 연구들이 진행되고 있었다.As an academic research for ship collision avoidance, a method of estimating the collision risk by fuzzy inference using the distance of the closest point approach (DCPA) and the time of the closest point approach (TCPA) as input information has been proposed. Based research was underway.

종래의 선박 충돌회피 시스템의 관련장치로는, 전자해도(ECDIS, Electronic Chart Display and Information System), 선박 자동 식별 장치(AIS, Automatic Identification System), 항해 시뮬레이터 등이 있다. 상기 전자해도와 관련한 제품은 Furuno, JRC, Kelvin Hughes 등에서 개발되고 있으며, 이는 경로 계획이나 경로 감시, 선박 자동 식별 장치와 연계한 타선박 정보 파악이나 선박에 대한 예측 정보를 표시해준다.Related devices of a conventional ship collision avoidance system include an electronic chart (ECDIS, Electronic Chart Display and Information System), an automatic vessel identification system (AIS), a navigation simulator and the like. Products related to the above electronic charts are being developed by Furuno, JRC, Kelvin Hughes, etc., which displays route information, route monitoring, and other vessel information linked to vessel automatic identification devices or displays prediction information about vessels.

상기 선박 자동 식별 장치는, 충돌회피 시스템 내에서 타선박에 대한 위치를 포함한 정보를 파악하는 기본적인 장치이다. 이러한 상기 충돌회피 시스템은 상기 선박 자동 식별 장치를 이용하여 타선박에 대한 암호화된 정보를 수신하고, 이를 복호화하여 표적 선박에 대한 항해 정보를 분석할 수 있다.The automatic vessel identification device is a basic device that grasps information including the position of another ship in the collision avoidance system. The collision avoidance system may receive encrypted information about another ship by using the automatic vessel identification device, and analyze the navigation information for the target ship by decrypting it.

현재, “Kongsberg”에서는 Dynamic Positioning 시스템과 시뮬레이터를 연계하여 충돌회피를 위해 긴급 회피에 대한 훈련을 수행하는 목적으로 사용 가능함을 기술하고 있고, 통합 자동화 시스템 K-chief를 이용한 안전 관리에 대해 언급하고 있지만, 선박 충돌회피 시스템 개발 및 실선적용에 관한 사례는 없으며, 충돌회피 알고리즘에 대한 연구는 학계에서 활발히 진행되고 있으나, 실선 적용을 위한 시스템을 만든 사례는 없었다.At present, “Kongsberg” describes the use of the dynamic positioning system and the simulator in connection with the purpose of training for emergency avoidance to avoid collisions, and mentions safety management using the integrated automation system K-chief. However, there are no cases of ship collision avoidance system development and solid line application, and research on collision avoidance algorithm is actively conducted in academia.

기존 항해 데이터 시뮬레이터는, 선박의 운동 특성을 고려하지 않고 데이터를 생성하기 때문에, 실선 적용시 선박이 생성하는 운동 특성 결과와 비교하면 확연히 다른 결과를 가져오므로 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.Since the existing navigation data simulator generates data without considering the motion characteristics of the ship, there is a problem that the accuracy is lowered because the results are significantly different compared to the results of the motion characteristics generated by the ship when applying the solid line.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전자해도와 레이더 같은 항해 시스템들과 각종 항해 센서들에서 오는 정보를 취합하여 충돌상황에 대한 정보들을 획득하고 실시간으로 장애물을 회피함으로써, 최적 경로로 항해할 수 있도록 제어할 수 있는 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the conventional problems as described above, by collecting information from navigation systems such as electronic chart and radar and various navigation sensors to obtain information on the collision situation and avoid obstacles in real time The purpose of the present invention is to provide a navigation equipment simulator for a collision avoidance system for a ship that can be controlled to navigate in an optimal route.

상기 목적 달성을 위한 본 발명은, 각종 항해 정보들을 획득하고 충돌 상황 관련 정보들을 생성하며, 상기 충돌 상황 관련 정보들을 이용하여 상기 자선박을 제어하는 항해 시스템부 및 상기 자선박의 기준 항해 정보들을 생성하며, 상기 생성된 기준 항해 정보들을 상기 항해 시스템부와 송신하면서, 상기 항해 시스템부를 실제 선박에 적용할 수 있도록 충돌회피 시스템의 모의 시험을 실시하는 시뮬레이터 시스템부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, to obtain a variety of navigation information, to create a collision situation related information, to generate the reference navigation information of the vessel and the navigation system unit for controlling the vessel using the collision situation related information And, while transmitting the generated reference navigation information with the navigation system, characterized in that it comprises a simulator system for performing a simulation test of the collision avoidance system to be applied to the actual ship.

여기서, 상기 항해 시스템부는, 상기 자선박의 항해 정보들과 타선박들의 고유정보를 종합하여 화면에 표시하는 전자해도와, 타선박들의 움직임을 레이더를 이용하여 검출 및 추적하여, 상기 타선박들의 위치 변화율을 연속적으로 표시하는 레이더 검출부와, 상기 전자해도와 상기 레이더 검출부로부터 전송받은 상기 타선박들의 항해 정보들 중 하나 또는 다수가 기준 항해 정보의 범위를 벗어날 경우, 상기 자선박이 상기 타선박들과의 충돌 상황을 벗어날 수 있도록 상기 충돌회피정보들로 상기 자선박이 운행되도록 제어하는 충돌회피 시스템부가 구비되는 것이 바람직하다.Here, the navigation system unit, by using the radar to detect and track the electronic chart to display on the screen by combining the navigation information of the own vessel and the unique information of other vessels, the position of the other vessels A radar detector for continuously displaying a rate of change; and when one or more of the navigation information of the other ships transmitted from the electronic chart and the radar detector is out of the range of reference navigation information, the vessel may be connected with the other ships. It is preferable that a collision avoidance system unit is provided to control the charity ship to operate with the collision avoidance information so as to escape the collision situation.

그리고 상기 충돌회피 시스템부는, 오토파일럿 또는 회전 나침반, 오토파일럿, 선속계, 반향 측심기, 지피에스 및 풍속계들로부터 상기 항해 정보들을 획득하는 것이 바람직하다.And the collision avoidance system unit, it is preferable to obtain the navigation information from an autopilot or a rotary compass, an autopilot, a tachometer, echo sounder, GPS and anemometers.

또한, 상기 시뮬레이터 시스템부는, 타선박들의 움직임을 레이더를 이용하여 검출 및 추적하여, 상기 타선박의 위치 변화율을 연속적으로 표시하는 레이ej 검출 시뮬레이터 부와, 상기 자선박과 상기 타선박에 장착되며, 상기 자선박과 상기 타선박 간 고유정보들을 서로 송수신시키는 선박 자동 식별 장치 시뮬레이터부 및 상기 자선박의 고유 정보와 상기 기준 항해 정보를 생성하는 자선박 시뮬레이터부가 구비되는 것이 바람직하다.The simulator system unit may be mounted on the ship and the other ship, a raej detection simulator unit for detecting and tracking the movement of other ships by using a radar to continuously display the rate of change of the other ship. Preferably, the ship automatic identification device simulator unit for transmitting and receiving the unique information between the own vessel and the other ship, and the ship vessel simulator unit for generating the unique information and the reference navigation information of the own vessel.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 충돌회피 시스템을 위한 데이터 송수신과 항해 시스템과의 통합 시험을 가능하게 하고, 전자해도와 레이더 검출부를 통해 충돌회피 시스템부의 동작을 비교 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 충돌회피 시스템부의 판단 및 제어를 위한 모든 정보를 가상으로 제공할 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention enables the data transmission and reception of the collision avoidance system and the integrated test with the navigation system, and can compare and analyze the operation of the collision avoidance system through the electronic chart and the radar detector. There is an advantage that can virtually provide all the information for the determination and control of the avoidance system unit.

그리고, 모의 실험 이후에 충돌회피 시스템부를 실선에 적용할 수 있도록 함으로써, 실험실에서 실선 환경으로 시험할 수 있으며, 실선 적용 시에는 실제 항해 장비들과 인터페이스 하여 연동 가능한 장점이 있다.In addition, by allowing the collision avoidance system part to be applied to the solid line after the simulation, the laboratory can be tested in the solid environment, and when the solid line is applied, the interface can be interfaced with actual navigation equipment.

또한, 충돌회피 시스템부의 개발과 안전성 테스트가 가능하며, 선박 충돌회피 시스템의 실선 적용 가능성을 높여 고부가가치 선박의 기술을 제공하는 장점이 있다.In addition, it is possible to develop and avoid safety collision avoidance system part, and to increase the possibility of applying the ship collision avoidance system has the advantage of providing a high value-added vessel technology.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터의 개략적인 인터페이스를 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터의 상세 인터페이스를 보여주기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터의 구조를 보여주기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터의 항해 시스템부를 실제 선박에 적용한 상태를 보여주기 위한 도면이다.
1 is a view for showing a schematic interface of the navigation equipment simulator for ship collision avoidance system according to the present invention.
2 is a view for showing a detailed interface of the navigation equipment simulator for ship collision avoidance system according to the present invention.
3 is a view for showing the structure of the navigation equipment simulator for ship collision avoidance system according to the present invention.
4 is a view showing a state in which the navigation system of the navigation system simulator for the ship collision avoidance system according to the present invention applied to the actual vessel.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.In describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the function of the present invention, and should not be understood in a limiting sense of the technical elements of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터의 개략적인 인터페이스를 보여주기 위한 도면, 도 2는 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터의 상세 인터페이스를 보여주기 위한 도면, 도 3은 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터의 구조를 보여주기 위한 도면, 도 4는 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터의 항해 시스템부를 실제 선박에 적용한 상태를 보여주기 위한 도면이다.1 is a view for showing a schematic interface of the navigation equipment simulator for ship collision avoidance system according to the present invention, Figure 2 is a view for showing a detailed interface of the navigation equipment simulator for ship collision avoidance system according to the present invention 3 is a view showing the structure of the navigation equipment simulator for ship collision avoidance system according to the present invention, Figure 4 is a state in which the navigation system part of the navigation equipment simulator for ship collision avoidance system according to the present invention applied to the actual ship The figure for showing.

도 1 내지 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박 충돌회피를 위한 모의 실험장치는, 각종 항해 정보들을 획득하고 충돌 상황 관련 정보들을 생성하며, 상기 충돌 상황 관련 정보들을 이용하여 상기 자선박을 제어하는 항해 시스템부(100, Navigation system)를 포함한다. 그리고, 상기 자선박의 기준 항해 정보들을 생성하며, 상기 생성된 기준 항해 정보들을 항해 시스템부(100, Navigation system)와 송수신하면서, 상기 항해 시스템부(100, Navigation system)를 실제 선박에 적용할 수 있도록 충돌회피에 대한 모의 시험을 실시하는 시뮬레이터 시스템부(200, Simulator system)를 포함한다.As shown in Figures 1 to 4, the simulation apparatus for ship collision avoidance according to the present invention, obtains various navigation information, generates collision situation related information, using the collision situation related information to the vessel The navigation system 100 controls the navigation system 100. The navigation system unit 100 may be applied to an actual ship while generating reference navigation information of the vessel and transmitting and receiving the generated reference navigation information with a navigation system 100. Simulator system unit 200, which performs a simulation test for the collision avoidance to include.

여기서, 상기 항해 시스템부(100, Navigation system)는, 자선박의 항해 정보들과 타선박들의 고유정보를 종합하여 화면에 표시하는 전자해도(110, ECDIS)와, 타선박들의 움직임을 레이더를 이용하여 검출 및 추적하여, 타선박들의 위치 변화율을 연속적으로 표시하는 레이더 검출부(120, Radar/ARPA)가 구비된다.Here, the navigation system 100, the electronic chart (110, ECDIS) that displays the navigation information of the own ship and the unique information of the other ships on the screen by using the radar to the movement of the other ships Radar detection unit 120 (Radar / ARPA) is provided to continuously detect and track, to continuously display the rate of change of the position of the other ships.

또한, 상기 타선박들의 항해 정보들 중 하나 또는 다수가 자선박과의 충돌 상황으로 판단될 경우, 상기 자선박이 상기 타선박들과의 충돌 상황에서 벗어날 수 있도록 상기 충돌회피 정보들을 기반으로 자선박을 제어하는 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)가 구비된다.In addition, when one or more of the navigational information of the other ships is determined to be in a collision situation with the own ship, the ship owned based on the collision avoidance information to escape from the collision situation with the other ships Collision avoidance system 140 for controlling the collision avoidance system is provided.

전자해도(110, ECDIS)는, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)를 위하여 수심 및 해안 정보를 제공한다. 그리고 트랙 컨트롤(Track control)이 가능한 항로 계획(Route planning) 기능을 제공한다.The electronic chart 110 (ECDIS) provides depth and coast information for the collision avoidance system 140. It also provides route planning with track control.

전자해도는, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)에서 모니터링 되는 자선박과 타선박들의 위치 및 경로 모니터링과 비교 분석이 가능한 중요한 시스템이다.The electronic chart is an important system capable of comparing and analyzing the position and route of the vessel and other vessels monitored by the collision avoidance system unit 140 (collision avoidance system).

또한, 전자해도(110, ECDIS)는 선박 자동 식별 장치부(130, AIS)를 장착한 선박이 보내는 신호를 분석하며, 타선박들의 정보를 표시하고 실시간으로 모니터링을 하게 된다.In addition, the electronic chart 110 (ECDIS) analyzes the signal sent by the ship equipped with the automatic vessel identification device unit 130 (AIS), displays the information of other ships and monitors in real time.

레이더 검출부(120, Radar/ARPA)는, 물체의 움직임을 탐지하고 지속적으로 추적함으로써, 그 표적의 위치 변화율을 연속적으로 표시한다. 그리고 평시 또는 시계가 불량할 때 다른 선박과의 충돌 가능성을 경고할 수도 있다. The radar detector 120 (Radar / ARPA) continuously detects the movement of the object and continuously tracks the rate of change of the position of the target. It can also warn of potential collisions with other ships during normal or poor visibility.

레이더 검출부(120, Radar/ARPA)가 제공하는 정보들로는, 레이더 이미지 정보, 탐지된 표적과의 거리, 표적과의 방위각, 표적과의 예상 최근 접지점, 최근 접지점까지의 예상 소요시간, 표적의 실제 방향 및 표적의 실제 속도 등이 있다.Information provided by the radar detector 120 (Radar / ARPA) may include radar image information, a distance from a detected target, an azimuth from a target, an estimated recent ground point from the target, an estimated time to reach a recent ground point, and the actual direction of the target. And the actual speed of the target.

아울러, 선박 자동 식별 장치부(130, AIS)는 선박의 운항 정보를 선속에 따라 정해진 주기로 선박과 선박은 물론, 선박과 육상 간의 자동 송수신을 위한 장치로, 선박 자동 식별 장치부(130, AIS)는 선명, MMSI(해상이동업무식별) 번호, call sign, 선종과 같은 정적 정보와 함께 위치, SOG(대지속력), COG(대지침로), gyro heading(선수각), ROT(회두율)와 같은 동적인 정보를 실시간으로 송신하여 자신의 정보를 알린다.In addition, the vessel automatic identification unit 130 (AIS) is a device for automatic transmission and reception between the vessel and the vessel, as well as the vessel and the land at a predetermined interval according to the ship's navigation information, vessel automatic identification unit 130 (AIS) With static information such as sharpness, MMSI number, call sign, ship type, SOG (Ground Speed), COG (Ground Direction), Gyro Heading, ROT (Roll Rate) and Inform the user by sending the same dynamic information in real time.

반대로, 타선박에 대해서도 AIS 메시지를 수신하여 상대 배의 정보를 파악할 수 있어, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)에 이동 선박의 정보를 제공하는 중요한 시스템이다.On the contrary, it is possible to grasp the information of the other ship by receiving the AIS message for other ships, and is an important system for providing the information of the mobile ship to the collision avoidance system unit 140 (collision avoidance system).

한편, 충돌회피 시스템부(Collision avoidance system)에서는, 레이더 검출부(120, Radar/ARPA)에서 제공하는 위의 정보를 이용하여 선박 자동 식별 장치부(130, AIS)를 장착하지 않은 타선박의 정보와, 움직이지 않은 정적 물체에 대하여 정보를 얻을 수도 있다.On the other hand, in the collision avoidance system (Collision avoidance system), by using the above information provided by the radar detector 120 (Radar / ARPA), the information of other ships not equipped with the automatic vessel identification unit 130 (AIS) and For example, you can get information about static objects that are not moving.

여기서, 충돌회피 시스템(Collision avoidance system)부를 구동시키기 위한 정보는, 전술한 전자해도(110, ECDIS), 레이더 검출부(120, Radar/ARPA), 선박 자동 식별 장치부(130, AIS) 뿐만 아니라, 오토파일럿(300, Autopilot)과 각종 항해장비들을 통하여 획득할 수 있다.Here, the information for driving the collision avoidance system unit, as well as the above-described electronic chart 110 (ECDIS), radar detector 120 (Radar / ARPA), ship automatic identification device unit 130 (AIS), Can be obtained through Autopilot (300, Autopilot) and various navigation equipment.

항해 장비로는, 회전나침반(Gyro compass), 오토파일럿(300, Autopilot), 선속계(Speed log), 반향측심기(Echo sounder), 지피에스(GPS, Global positioning system) 및 풍속계(Anemometer) 등을 사용할 수 있다.As navigational equipment, a Gyro compass, an autopilot (300, Autopilot), a speed log, an echo sounder, a GPS, a global positioning system, and an anemometer are used. Can be.

이와 더불어, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)는, 전자해도(110, ECDIS)와 Radar/ARPA 시스템과 시리얼 통신(RS-422)으로 인터페이스 되어 있으며, 선박 자동 식별 장치부(130, AIS)와도 시리얼 통신으로 연계된다.In addition, the collision avoidance system unit 140 is interfaced with the electronic chart 110 (ECDIS) and the Radar / ARPA system through serial communication (RS-422), and the automatic vessel identification device unit 130 (AIS) is provided. ) Is also connected via serial communication.

이와 같이, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)를 구동하기 위해서는, 전술한 모든 구성들과의 조합이 이루어져야 하며, 실제 선박에 적용하기 위한 형태는 도 4와 같다.As such, in order to drive the collision avoidance system unit 140, a combination with all the above-described components must be made, and the form for applying to the actual ship is as shown in FIG.

선박 자동 식별 장치부(130, AIS)는, 전자해도(110, ECDIS)와 레이더 검출부(120, Radar/ARPA)와 시리얼 통신으로 인터페이스하여 VDM(AIS VHF Data-link Message)/ VDO(AIS VHF Data-link Own-vessel report) 메시지를 송수신한다.The vessel automatic identification device unit 130 (AIS) interfaces with the electronic chart 110 (ECDIS) and the radar detector 120 (Radar / ARPA) in serial communication to provide VDM (AIS VHF Data-link Message) / VDO (AIS VHF Data). -link Own-vessel report) Send and receive messages.

여기서, 상기 VDM은 다른 선박으로 받는 AIS 메시지이며, VDO는 자선의 정보를 상대방의 배로 송신하는 메시지이다.Here, the VDM is an AIS message received by another ship, and the VDO is a message for transmitting information of own ship to the ship of the other party.

도 1에서는 충돌회피시스템 프로토타입(Prototype) 개발을 위한 전자해도와 레이더 검출부(120, Radar/ARPA), 충돌회피시스템을 통합 현시 할 수 있도록 시스템을 구성하였다.In FIG. 1, the system is configured to integrate the electronic chart and radar detection unit 120 (Radar / ARPA) and the collision avoidance system for the collision avoidance system prototype development.

시뮬레이터 시스템부(200, Simulator system)는, 레이더를 시뮬레이터 하기 위하여 시뮬레이션 위치와 지도 등의 정보와 각종 레이더 신호를 생성하는 레이더 검출 시뮬레이터부(210)와, 충돌 상황 발생을 위하여 타선박의 정보를 생성하는 선박 자동 식별 장치 시뮬레이터부(220) 및 상기 자선박의 기준 항해 정보를 생성하는 자선박 시뮬레이터부(230)가 구비된다.The simulator system 200 generates a radar detection simulator 210 for generating various radar signals and information such as a simulation position and a map for simulating the radar, and generates other ship information for generating a collision situation. Ship automatic identification device simulator 220 and the vessel simulator 230 for generating reference navigation information of the vessel is provided.

또한, 시뮬레이터 시스템부(200, Simulator system)에는, 시리얼 통신 장비인 Moxa 장비 및 LAN 장비가 함께 장착된다.In addition, the simulator system 200, the Moxa equipment and LAN equipment that is a serial communication equipment is mounted together.

도 2에서는, 통신 인터페이스 및 인터페이스 설계 구조를 상세하게 나타내었다. In Fig. 2, the communication interface and the interface design structure are shown in detail.

이를 보면, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)는 선박 자동 식별 장치부(130, AIS, Automatic Identification System), 레이더 검출부(120, Radar/ARPA), 전자해도(110, ECDIS)에서 오는 항해 데이터뿐만 아니라, 전자해도(110, ECDIS)의 영상과 레이더 검출부(120, Radar/ARPA)의 영상을 캡쳐하여 부가 정보를 얻는다. In this case, the collision avoidance system unit 140 (collision avoidance system) is a ship automatic identification device unit 130 (AIS, Automatic Identification System), radar detector 120 (Radar / ARPA), the voyage coming from the electronic chart (110, ECDIS) In addition to the data, images of the electronic chart 110 (ECDIS) and images of the radar detector 120 (Radar / ARPA) are captured to obtain additional information.

전자해도(110, ECDIS)에서는, 수심 정보 및 지형 형상 정보를 영상 처리하여 데이터베이스화 해서 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)에서 읽어 들인다.In the electronic chart 110 (ECDIS), the depth information and the topographical shape information are image-processed into a database and read by the collision avoidance system unit 140 (collision avoidance system).

레이더 검출부(120, Radar/ARPA)에서는, 전자해도(110, ECDIS)에서 알 수 없는 부가 정보(충돌 위험도 계산, 정적 장애물 정보)를 영상 처리화하여 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)의 정보로 사용한다. In the radar detector 120 (Radar / ARPA), the additional information (collision risk calculation, static obstacle information) that is unknown in the electronic chart 110 (ECDIS) is imaged and the collision avoidance system unit 140 of the collision avoidance system 140 is processed. Use as information.

이를 위하여, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)가 장착되는 하드웨어에는 특수 그래픽 카드를 장착하고, 각 시스템과는 분배기를 통해서 실시간으로 화면을 캡쳐하여 처리할 수 있다.To this end, a hardware equipped with a collision avoidance system unit 140 (140) is equipped with a special graphics card, and each system can capture and process the screen in real time through a distributor.

각 시리얼 통신 및 이더넷 연결을 통해 얻는 정보들은 아래와 표와 같이 설계하였다.The information obtained through each serial communication and Ethernet connection is designed as the table below.

전자해도용 시뮬레이터 인터페이스: RS-422 통신Electronic Chart Simulator: RS-422 Communication 포트 번호Port number 장비 명Equipment name 1One ARPA2ARPA2 22 POS1POS1 33 Track PlotTrack plot 44 ARPA1ARPA1 55 AISAIS 66 POS2POS2 77 Gyro1Gyro1 88 Log/Dual-axis LogLog / Dual-axis Log 99 ARPA3ARPA3 1010 POS3POS3 1111 AMWSSAMWSS 1212 ARPA4ARPA4 1313 B-AdapterB-Adapter 1414 EchoEcho 1515 WindWind 1616 Water TempWater temp

자선박용 시뮬레이터 인터페이스: RS-422 통신Ship simulator interface: RS-422 communication 포트 번호Port number 장비 명Equipment name 1One Track ControlTrack control 22 POS1POS1 33 POS2POS2 44 Gyro1Gyro1 55 Log/Dual-axis LogLog / Dual-axis Log 66 POS3POS3 77 EchoEcho 88 Wind Wind 99 Water TempWater temp

충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system) 인터페이스: RS-422 통신Collision avoidance system (140) interface: RS-422 communication 포트 번호Port number 장비 명Equipment name 1One Track Pilot to/from ECDISTrack Pilot to / from ECDIS 22 Track ControlTrack control 33 POS1POS1 44 POS2POS2 55 Gyro1Gyro1 66 Log/Dual Axis LogLog / Dual Axis Log 77 POS3POS3 88 EchoEcho 99 WindWind 1010 Water TempWater temp 1111 ARPA1ARPA1 1212 AISAIS

레이더 검출부(120, Radar/ARPA) 인터페이스: RS-422 통신Radar detector 120 (Radar / ARPA) interface: RS-422 communication 포트 번호Port number 장비 명Equipment name 1One ARPAARPA

AIS 시뮬레이터 인터페이스: RS-422 통신AIS Simulator Interface: RS-422 Communication 포트 번호Port number 장비 명Equipment name 1One AISAIS

도 3은, 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터의 구조를 보여주기 위한 도면이다.3 is a view showing the structure of the navigation equipment simulator for ship collision avoidance system according to the present invention.

이와 같이 설명된, 본 발명의 선박 충돌회피를 위한 모의 실험장치는 모의 시험용으로 항해 장비를 대신하여 시뮬레이터가 사용되지만, 실선에서 사용되는 경우 항해 시스템부(100, Navigation system)만 분리하여 실선에 적용 가능하도록 설계하였다.As described above, the simulation apparatus for ship collision avoidance of the present invention is a simulator is used in place of the navigation equipment for the simulation test, but when used in a solid line, only the navigation system unit (100, navigation system) is applied to the solid line Designed to be possible.

결과적으로, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)를 위한 데이터의 송수신과 항해 시스템부(100, Navigation system)와의 통합 시험을 가능하게 하고, 전자해도(110, ECDIS)와 레이더 검출부(120, Radar/ARPA)를 통해 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)의 동작을 비교 분석할 수 있다.As a result, the transmission and reception of data for the collision avoidance system 140 and the integrated test with the navigation system 100 can be performed, and the electronic chart 110 (ECDIS) and the radar detector 120, Radar / ARPA) to compare and analyze the operation of the collision avoidance system 140 (collision avoidance system).

그리고, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)의 판단 및 제어를 위한 모든 정보를 가상으로 제공할 수 있으며, 모의 실험 이후에는 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)를 실선에 적용할 수 있도록 함으로써, 모의 실험 장치 때는 실험실에서 실선 환경으로 시험할 수 있으며, 실선 적용시에는 실제 항해 장비들과 인터페이스 하여 연동 가능하다.In addition, all information for the determination and control of the collision avoidance system unit 140 may be virtually provided, and after the simulation, the collision avoidance system unit 140 may be applied to the solid line. By doing so, the simulation apparatus can be tested in a live environment in a laboratory, and when applied to a real ship, it can be interfaced with real navigation equipment.

또한, 충돌회피 시스템부(140, Collision avoidance system)의 개발과 안전성 테스트가 가능하며, 선박 충돌회피 시스템의 실선 적용 가능성을 높여 고부가가치 선박의 기술을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to develop a collision avoidance system (140, collision avoidance system) and safety testing, it is possible to provide a high value-added ship technology by increasing the possibility of applying the ship collision avoidance system.

이상에서 본 발명에 따른 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Although the technical idea of the navigation equipment simulator for a collision avoidance system for ships according to the present invention has been described with the accompanying drawings, this is illustrative of the best embodiment of the present invention, but is not intended to limit the present invention.

따라서, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.Therefore, it is obvious that any person with ordinary skill in the art can make various modifications and imitations such as dimensions, shapes, structures, etc. without departing from the scope of the technical idea of the present invention. Is included in the scope of the technical idea of the present invention.

100: 항해 시스템부 110: 전자해도
120: 레이더 검출부 130: 선박 자동 식별 장치부
130: 충돌회피 시스템부 200: 시뮬레이터 시스템부
210: 레이더 검출 시뮬레이터부
220: 선박 자동 식별 장치 시뮬레이터부
230: 자선박 시뮬레이터부 300: 오토파일럿
100: navigation system unit 110: electronic chart
120: radar detection unit 130: ship automatic identification device unit
130: collision avoidance system unit 200: simulator system unit
210: radar detection simulator
220: ship automatic identification device simulator
230: ship ship simulator unit 300: autopilot

Claims (4)

각종 항해 정보들을 획득하고 충돌 상황 관련 정보들을 생성하며, 상기 충돌 상황 관련 정보들을 이용하여 자선박을 제어하는 항해 시스템부; 및
상기 자선박의 기준 항해 정보들을 생성하며, 상기 생성된 기준 항해 정보들을 상기 항해 시스템부와 송신하면서, 상기 항해 시스템부를 실제 선박에 적용할 수 있도록 충돌회피 시스템의 모의 시험을 실시하는 시뮬레이터 시스템부; 를 포함하여 구성하고,
상기 항해 시스템부는 상기 자선박의 항해 정보들과 타선박들의 고유정보를 종합하여 화면에 표시하면서, 수심 및 해안 정보, 그리고 트랙 컨트롤이 가능한 항로 계획 기능을 제공하는 전자해도;
타선박들의 움직임을 레이더를 이용하여 검출 및 추적하여 타선박들의 위치 변화율을 연속적으로 표시함은 물론, 선박자동 식별장치부를 장착하지 않은 타선박의 정보와 움직이지 않은 정적 물체에 대한 정보를 표시하는 레이더 검출부; 및
상기 전자해도와 상기 레이더 검출부로부터 전송받은 상기 타선박들의 항해 정보들 중 하나 또는 다수가 기준 항해 정보의 범위를 벗어날 경우, 상기 자선박이 상기 타선박들과의 충돌 상황을 벗어날 수 있도록 상기 충돌회피 정보들로 상기 자선박이 운행되도록 제어하는 충돌회피 시스템부; 를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터.
A navigation system unit for acquiring various navigation information, generating collision situation related information, and controlling the vessel using the collision situation related information; And
A simulator system unit for generating reference navigation information of the ship and transmitting the generated reference navigation information to the navigation system unit and performing a simulation test of the collision avoidance system to apply the navigation system unit to an actual ship; And including
The electronic navigation system which provides the depth and coast information and a route planning function capable of controlling the track while displaying the navigation information of the ship and the unique information of other ships on the screen;
By detecting and tracking the movement of other ships using radar, it displays the rate of change of the position of other ships continuously and also displays the information of other ships not equipped with automatic vessel identification device and information about static objects that are not moving. A radar detector; And
Avoiding the collision so that the ship can escape the collision situation with the other ships if one or more of the navigation information of the other sea chart and the navigation information transmitted from the radar detector is out of the range of the standard navigation information Collision avoidance system unit for controlling the charity ship to operate with information; Navigation equipment simulator for a ship collision avoidance system, characterized in that it further comprises.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 충돌회피 시스템부는, 오토파일럿 또는 회전 나침반, 오토파일럿, 선속계, 반향 측심기, 지피에스 및 풍속계들로부터 상기 항해 정보들을 획득하는 것을 특징으로 하는 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터.
The method of claim 1,
The collision avoidance system unit, the navigation equipment simulator for a collision avoidance system for a ship, characterized in that to obtain the navigation information from an autopilot or a rotary compass, an autopilot, a speedometer, echo sounder, GPS and anemometers.
제1항에 있어서,
상기 시뮬레이터 시스템부는, 타선박들의 움직임을 레이더를 이용하여 검출 및 추적하여, 상기 타선박의 위치 변화율을 연속적으로 표시하는 레이더 검출 시뮬레이터부;
상기 자선박과 상기 타선박에 장착되며, 상기 자선박과 상기 타선박 간 고유정보들을 서로 송수신하는 선박 자동 식별 장치 시뮬레이터부; 및
상기 자선박의 고유 정보와 상기 기준 항해 정보를 생성하는 자선박 시뮬레이터부; 를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 선박용 충돌회피 시스템을 위한 항해 장비 시뮬레이터.
The method of claim 1,
The simulator system unit includes: a radar detection simulator unit for detecting and tracking the movement of other ships using a radar to continuously display the rate of change of the other ship;
A ship automatic identification device simulator unit mounted on the ship and the other ship and transmitting and receiving unique information between the ship and the ship; And
A ship vessel simulator unit for generating unique information of the ship and the reference navigation information; Navigation equipment simulator for a ship collision avoidance system, characterized in that it further comprises.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421707B1 (en) * 2013-04-22 2014-07-22 주식회사 지앤아이 Systm for testing ARPA algorithm using target information setted by user
CN103697891B (en) * 2013-12-13 2017-05-31 湖南中联重科智能技术有限公司 A kind of engineering machinery and its admission path planning apparatus, system and method
KR102529530B1 (en) * 2021-06-30 2023-05-04 재단법인 중소조선연구원 Test method for development of safe navigation support service applications based on ship simulator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0922499A (en) * 1995-07-07 1997-01-21 Tokimec Inc Supporting device for collision avoiding navigation
JPH09270099A (en) * 1996-04-03 1997-10-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Device for supporting evaded sailing ship
JP2005300388A (en) 2004-04-13 2005-10-27 Pc Studio Alpha Ltd Navigation program for voyage and device thereof
KR20080006294A (en) * 2006-07-12 2008-01-16 한국해양연구원 Offering method of navigation risk of ship and system thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0922499A (en) * 1995-07-07 1997-01-21 Tokimec Inc Supporting device for collision avoiding navigation
JPH09270099A (en) * 1996-04-03 1997-10-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Device for supporting evaded sailing ship
JP2005300388A (en) 2004-04-13 2005-10-27 Pc Studio Alpha Ltd Navigation program for voyage and device thereof
KR20080006294A (en) * 2006-07-12 2008-01-16 한국해양연구원 Offering method of navigation risk of ship and system thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200065391A (en) 2018-11-30 2020-06-09 주식회사 글로벌지티아이 Interface apparatus for operating automatic system of vessel applicated collision avodiance technology

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