KR100645115B1 - 선박 접안 시스템 - Google Patents

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KR100645115B1
KR100645115B1 KR1020040110856A KR20040110856A KR100645115B1 KR 100645115 B1 KR100645115 B1 KR 100645115B1 KR 1020040110856 A KR1020040110856 A KR 1020040110856A KR 20040110856 A KR20040110856 A KR 20040110856A KR 100645115 B1 KR100645115 B1 KR 100645115B1
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배효정
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B2021/003—Mooring or anchoring equipment, not otherwise provided for

Abstract

본 발명은 선박을 부두에 접안시키는 선박 접안 시스템에 관한 것으로, 본 발명은, 바다 위의 선박을 부두의 접안 목표점에 정박시키기 위한 선박 접안 시스템에 있어서, 상기 부두에서 상기 선박의 선수 및 선미까지의 거리를 각각 검출하는 제1 거리 검출부 및 제2 거리 검출부; 상기 제1 및 제2 거리 검출부에 의해 검출된 상기 선박의 선수 및 선미까지의 거리를 이용하여 선박 중심점의 위치를 결정하고, 상기 접안 목표점에서 부두에 수직방향으로 소정 거리 이격된 가상 목표점과 상기 선박 중심점이 형성하는 타원 및 상기 가상 목표점과 상기 접안 목표점이 형성하는 직선을 선박의 접안 패턴으로 생성하는 접안 패턴 생성부; 상기 선박 중심점이, 상기 접안 패턴 생성부에 의해 생성된 접안 패턴에 따라 이동하도록 상기 선박 중심점의 위치 및 상기 접안 패턴을 비교하여 선박의 이동 경로를 제어하는 선박 이동 경로 제어부; 및 상기 선박 이동 경로 제어부에 의한 제어에 따라 선박을 이동시키기 위해 선박의 기관을 구동하는 선박 기관 구동부를 포함하는 선박 접안 시스템을 제공한다.
선박, 접안, 접안 패턴, 부두, 타원, 거리 검출

Description

선박 접안 시스템{SYSTEM FOR DOCKING OF SHIP}
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 선박 접안 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 선박 중심점 계산 방법을 설명하는 도면이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일실시형태에 따른 선박 이동 경로 제어 방법의 일례를 도시한 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11 : 선박 12 : 수신부
13 : 선박 기관 구동부 14 : 추진부
20 : 부두 21a, 21b : 거리 검출부
22 : 레일 23 : 접안 패턴 생성부
24 : 선박 이동 경로 제어부 25 : 송신부
31 : 타원형 접안 패턴 32 : 직선형 접안 패턴
본 발명은 선박을 부두에 접안시키는 선박 접안 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 개의 거리 검출부를 이용하여 선박 중심점을 구하고, 이 선박 중심점이 접안 목표점으로 타원 궤적을 이루면서 이동할 수 있도록 선박의 이동 경로를 제어함으로써, 별도의 수신호를 사용하지 않고서 자동으로 선박을 부두에 접안 시킬 수 있는 선박 접안 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 하역 등의 작업을 위해 선박을 부두에 정박 시키는 접안 작업은, 부두에서 선박의 움직임을 관찰하는 사람이 제공하는 깃발 수신호에 의해 이루어졌다. 즉, 종래에는 이 관찰자의 깃발 수신호에 따라, 선박의 항해사 및 선박의 선수, 선미에 위치한 유도선의 도선사가 무전 또는 경험적 방법으로 선박의 이동경로 및 위치를 감각에 의존하여 조정하는 방법으로 선박의 접안이 이루어졌다.
이와 같은, 종래의 선박 접안 작업은, 부두의 관찰자에 의한 수신호와 이 수신호에 따른 항해사 및 도선사의 경험 및 감각에 의해 이루어지므로, 원하는 목표 지점에 정확히 선박을 접안시키기 어려울 뿐만 아니라, 상기 관찰자, 항해사 및 도선사의 의사소통에 문제가 발생하거나 실수로 인해 대형사고가 발생할 수 있는 잠재적인 문제점이 상시 존재 하였다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은, 부두에 정박하기 위한 선박의 위치를 자동으로 파악하여 선박을 접안시키기 위한 선박의 이동 경로를 사전에 설정한 접안 패턴을 생성하고, 상기 선박을 상기 접안 패턴을 따라 이동하도록 이동 경로를 제어함으로써, 별도의 수신호를 사용하지 않고서도 정확하게 선박을 접안시킬 수 있는 선박 접안 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 바다 위의 선박을 부두의 접안 목표점에 정박시키기 위한 선박 접안 시스템에 있어서,
상기 부두에 구비되며, 상기 부두에서 상기 선박의 선수 및 선미까지의 거리를 각각 검출하는 제1 거리 검출부 및 제2 거리 검출부;
상기 부두에 구비되며, 상기 제1 및 제2 거리 검출부에 의해 검출된 상기 선박의 선수 및 선미까지의 거리를 이용하여 선박 중심점의 위치를 결정하고, 상기 접안 목표점에서 부두에 수직방향으로 소정 거리 이격된 가상 목표점과 상기 선박 중심점이 형성하는 타원 및 상기 가상 목표점과 상기 접안 목표점이 형성하는 직선을 선박의 접안 패턴으로 생성하는 접안 패턴 생성부;
상기 부두에 구비되며, 상기 선박 중심점이, 상기 접안 패턴 생성부에 의해 생성된 접안 패턴에 따라 이동하도록 상기 선박 중심점의 위치 및 상기 접안 패턴을 비교하여 선박의 이동 경로를 제어하는 선박 이동 경로 제어부; 및
상기 선박에 구비되며, 상기 선박 이동 경로 제어부에 의한 제어에 따라 선박을 이동시키기 위해 선박의 기관을 구동하는 선박 기관 구동부를 포함하는 선박 접안 시스템을 제공한다.
본 발명의 일실시형태는, 상기 선박의 선수 및 선미의 양측에 각각 위치하여, 상기 선박 기관 구동부에 의해 상기 선박의 선수 및 선미를 좌우로 이동시키도록 구동되는 복수개의 추진부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 선박 이동 경로 제어부는, 상기 선박 중심점이 상기 타원형 접안 패턴의 외부로 벗어나는 경우, 상기 선박 중심점을 지나는 상기 타원형 접안 패턴의 접선을 따라 상기 선박 중심점을 이동시키도록 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 선박 이동 경로 제어부는, 상기 선박 중심점이 상기 타원형 접안 패턴의 내부로 벗어나는 경우, 상기 부두에 수평방향으로 상기 선박 중심점을 이동시켜 상기 접안 패턴을 따르도록 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 선박 이동 경로 제어부는, 상기 선박의 중심점이 상기 가상 목표점에 도달하면, 상기 선박이 상기 부두에 평행하게 위치하도록 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가상 목표점은, 상기 선박 중심점과 상기 가상 목표점이 형성하는 타원의 꼭지점인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시형태에 따른 선박 접안 시스 템을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 갖는 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 선박 접안 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따른 선박 접안 시스템은, 부두(20)에서 선박(11)의 선수 및 선미까지의 거리를 각각 검출하는 제1 거리 검출부(21a) 및 제2 거리 검출부(21b); 상기 제1 및 제2 거리 검출부(21a, 21b)에 의해 검출된 상기 선박(11)의 선수 및 선미까지의 거리를 이용하여 선박 중심점(P1)의 위치를 결정하고, 접안 목표점(P2)에서 부두에 수직방향으로 소정 거리(d2) 이격된 가상 목표점(P3)과 상기 선박 중심점(P1)이 형성하는 타원(31) 및 상기 가상 목표점(P3)과 상기 접안 목표점(P2)이 형성하는 직선(32)을 선박의 접안 패턴으로 생성하는 접안 패턴 생성부(23); 상기 선박 중심점(P1)이, 상기 접안 패턴 생성부(23)에 의해 생성된 접안 패턴(31, 32)에 따라 이동하도록 상기 선박 중심점(P1)의 위치 및 상기 접안 패턴(31, 32)을 비교하여 선박의 이동 경로를 제어하는 선박 이동 경로 제어부(24); 및 상기 선박 이동 경로 제어부(24)에 의한 제어에 따라 선박을 이동시키기 위해 선박의 기관을 구동하는 선박 기관 구동부(13)를 포함하여 구성된다. 더하여, 본 발명의 일실시형태에 따른 선박 접안 시스템은, 상기 선박(11)의 선수 및 선미의 양측에 각각 위치하여, 상기 선박 기관 구동부(13)의 구동에 의해 상기 선박의 선수 및 선미를 좌우로 이동시키는 복수개의 추진부(14)를 더 포함한다.
상기 제1 거리 검출부(21a) 및 제2 거리 검출부(21b)는 부두(20)에서 선박(11)의 선수 및 선미까지의 거리를 각각 검출한다. 상기 제1 및 제2 거리 검출부(21a, 21b)는 선박 접안 작업이 시작할 때부터 선박 접안 작업이 종료될 때까지 지속적으로 부두에서 선박의 선수, 선미까지의 거리를 검출한다. 상기 제1 및 제2 거리 검출부(21a, 21b)는 선박의 이동에 따라 같이 이동하여야 하므로, 부두와 평행하게 이동할 수 있도록 레일(22)과 같은 이동 수단 상에 설치될 수 있다.
상기 접안 패턴 생성부(23)는, 상기 제1 및 제2 거리 검출부(21a, 21b)에 의해 검출된 상기 선박(11)의 선수 및 선미까지의 거리를 이용하여 선박 중심점(P1)의 위치를 결정하고, 접안 목표점(P2)에서 부두에 수직방향으로 소정 거리(d2) 이격된 가상 목표점(P3)과 상기 선박 중심점(P1)이 형성하는 타원(31) 및 상기 가상 목표점(P3)과 상기 접안 목표점(P2)이 형성하는 직선(32)을 선박의 접안 패턴으로 생성한다.
상기 접안 패턴 생성부(23)는, 선박의 접안 작업이 시작될 때, 상기 제1 및 제2 거리 검출부(21a, 21b)에 의해 검출된 부두(20)로부터 상기 선박(11)의 선수 및 선미까지의 거리값을 제공받아 이를 이용하여 선박 중심점(P1)의 위치를 계산한다. 상기 선박 중심점(P1)은 선수와 선미의 중앙에 위치한 가상의 점일 수 있다. 상기 제1 및 제2 거리 검출부(21a, 21b)로부터 제공받은 선수 및 선미가 부두(20)로부터 떨어진 거리 및 상기 제1 및 제2 검출부 사이(21a, 21b)의 거리(d1)를 이용하여 상기 선박 중심점(P1)의 위치를 계산할 수 있다. 이와 같은, 선박 중심점(P1) 의 위치를 계산하는 일례가 도 2에 도시된다.
도 2를 참조하면, 부두(20)로부터 선박(11)의 선수까지의 거리(dh)에서 선미(dt)까지의 거리를 뺀 값(dh-dt)과 두 개의 거리 검출부 사이의 거리(d1)와 선박(11)의 길이는 직각삼각형을 형성하게 된다. 선박 중심점(P1)은 선박 길이(l)의 가운데 위치하므로, 부두(20)로부터 상기 선박 중심점(P1)까지의 거리는 도 2에 도시된 바와 같이 [dt + (dh-dt)/2]가 된다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 접안 패턴 생성부(23)는 상기 선박 중심점의 위치를 결정한 후, 상기 선박 중심점과, 사전 설정된 선박 목표점(P2)을 부두에 수직방향으로 소정 거리 이동 시킨 가상 목표점(P3)을 포함하는 타원(31)을 선박이 이동하여야 하는 경로로 결정한다. 이 때, 상기 가상 목표점(P3)은 타원(31)의 꼭지점이 되는 것이 바람직하다. 이어, 상기 접안 패턴 생성부(23)는 상기 가상 목표점(P3)과 접안 목표점(P2)을 잇는 직선을 접안 패턴으로 결정한다. 즉, 본 발명의 접안 패턴 생성부(23)에서 생성된 접안 패턴에 따르면, 접안이 시작되면 가상 목표점(P3)까지 선박이 타원 궤도를 그리면서 이동하게 되고, 가상 목표점(P3)에 도달한 이후에는 직선방향으로 부두(20)로 이동하게 된다.
상기 선박 이동 경로 제어부(24)는, 상기 선박 중심점(P1)이, 상기 접안 패턴 생성부(23)에 의해 생성된 접안 패턴(31, 32)에 따라 이동하도록 상기 선박 중심점(P1)의 위치 및 상기 접안 패턴(31, 32)을 비교하여 선박의 이동 경로를 제어한다. 즉, 상기 선박 이동 경로 제어부(24)는, 상기 접안 패턴 생성부(23)로부터 생성된 접안 패턴(31, 32)의 정보를 제공받고, 제1 및 제2 거리 검출부(21a, 21b)로부터 제공된 선수 선미까지의 거리를 통해 선박 중심점(P1)을 계산하여, 상기 선박 중심점(P1)이 상기 접안 패턴(31, 32)을 추종하여 이동하도록 선박의 이동 경로를 제어하는 제어신호를 생성한다.
또한, 상기 선박 이동 경로 제어부(24)는 상기 선박(11)의 중심점(P1)이 상기 가상 목표점(P3)에 도달하면, 상기 선박(11)이 상기 부두(20)에 평행하게 위치하도록 제어한다. 이는 상기 선박(11)이 부두(20)와 상당한 거리를 두고 있을 때에, 반드시 선박(11)을 부두(20)와 평행하게 이동시킬 필요가 없으나, 부두(20)와 가까운 거리(통상 약 50m)에 있는 가상 목표점(P3)에 도달한 이후 부두(20)에 정박시키기 위해서는 부두(20)와 평행하게 선박(11)의 방향을 정렬하여야 하기 때문이다.
도 3a 및 3b는 상기 선박 이동 경로 제어부(24)에서 이루어지는 이동 경로 제어 방법의 일례를 도시한다. 먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 선박 중심점(P1)이 타원형 접안 패턴(31)의 외부로 벗어나는 경우, 상기 선박 이동 경로 제어부(도 1의 24)는, 상기 선박 중심점(P1)에서 접안 패턴이 형성하는 타원에 접선(t1)을 형성하고, 상기 선박 중심점(P1)이 상기 접선(t1)을 따라 이동하게 함으로써, 선박이 접안패턴을 추종할 수 있게 한다. 이러한 방법은, 최단 경로로 선박이 접안 패턴을 추종할 수 있게 할 수 있어, 접안 작업의 소요시간을 절감할 수 있다.
다음으로, 도 3b에 도시한 바와 같이, 선박 중심점(P1)이 타원형 접안 패턴(31)의 내부로 벗어나는 경우, 상기 선박 이동 경로 제어부(도 1의 24)는, 상기 선 박 중심점(P1)이 부두(도 1의 20)에 수평 방향으로 이동하여 상기 접안 패턴(31)을 추종하도록 제어한다.
또한, 도시하지는 않았지만, 선박이 가상 목표점(P3)에 도착한 후 접안 목표점(도 1의 P2)로 이동할 때, 상기 선박 중심점(P1)이 접안 패턴(도 1의 32)을 벗어나는 경우, 도 3b에 도시된 것과 마찬가지로, 상기 선박 이동 경로 제어부(24)는, 선박 중심점(P1)이 부두(도 1의 20)에 수평 방향으로 이동하여 접안 패턴(도 1의 32)을 추종하도록 제어한다.
상기한 바와 같이, 상기 선박 이동 경로 제어부(24)에서 생성된 제어신호는 선박으로 전달되어 선박의 기관을 구동시킴으로써 선박이 접안 패턴을 따라 이동할 수 있게 된다. 본 실시형태는 선박 이동 경로 제어부(24)에서 생성된 제어신호를 선박으로 전송하기 위한 송신부(25)와, 상기 송신부(25)에서 송신되는 제어신호를 수신하기 위해 선박에 구비된 수신부(12)를 더 포함한다.
상기 선박 기관 구동부(13)는 상기 선박 이동 경로 제어부(24)에 의한 제어에 따라 선박을 이동시키기 위해 선박의 기관을 구동한다. 상기 선박 이동 경로 제어부(24)에서 선박의 이동 경로에 대한 제어신호가 생성되면, 상기 송신부(25)를 통해 송신되고, 선박에 구비된 수신부(12)에서 이 제어신호를 수신하여 상기 선박 기관 구동부(13)에 전달한다. 상기 선박 기관 구동부(13)는 이 제어신호에 따라 선박의 위치를 전후좌우로 이동시키기 위해 선박의 기관을 구동시킨다.
한편, 접안 과정에서는, 선박(11)의 선수 또는 선미만을 이동시켜 선박의 위치를 조정할 필요가 있다. 따라서 이러한 선수 또는 선미만을 이동시키기 위해, 본 실시형태는, 선박(11)의 선수 및 선미의 양측에 각각 위치하여, 상기 선박 기관 구동부(13)의 구동에 의해 상기 선박의 선수 및 선미를 좌우로 이동시키는 복수개의 추진부(14)를 더 구비한다. 상기 복수개의 추진부(14)는 선박의 선수 및 선미를 좌우로 이동시킬 수 있도록 선박의 선수 및 선미의 양측에 설치된 스크루로 이루어질 수 있다. 상기 복수개의 추진부(14)가 더 구비되는 경우, 상기 선박 기관 구동부(13)는 상기 추진부(14)를 구동시키기 위한 구동 신호를 더 생성하게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 선박 접안 시스템은, 부두에서 선박의 위치를 관찰하는 관찰자의 수신호에 따라, 선박의 항해사 또는 도선사가 감각에 의존하여 선박을 접안시키는 종래의 선박 접안 방식과 비교하여, 선박의 위치를 위치 검출 센서에 의해 정확하게 검출하고, 접안 작업이 개시될 때의 선박 위치와 접안시키고자 하는 접안 목표점 사이에 선박의 이동 경로를 미리 접안 패턴으로 결정하고, 이 접안 패턴을 따라 선박이 이동하도록 제어함으로써, 보다 신속하고 정확하게 선박을 접안시킬 수 있다. 또한, 정확한 거리 검출 및 제어에 의해 선박 접안이 이루어지므로 선박 접안 시 발생할 수 있는 대형 사고를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사 상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 선박의 위치를 거리 검출부에 의해 정확하게 검출하고, 접안 작업이 개시될 때의 선박 위치와 접안시키고자 하는 접안 목표점 사이에 선박의 이동 경로를 미리 접안 패턴으로 결정하고, 이 접안 패턴을 따라 선박이 이동하도록 제어함으로써, 보다 신속하고 정확하게 선박을 접안시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 항해사 또는 도선사의 감각에 의존하지 않고, 정확한 선박의 거리 검출에 따라 선박의 이동 경로를 미리 접안 패턴으로 결정한 후 선박을 이동시킴으로써 선박 접안 시 발생할 수 있는 대형 사고를 미연에 방지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 바다 위의 선박을 부두의 접안 목표점에 정박시키기 위한 선박 접안 시스템에 있어서,
    상기 부두에 구비되며, 상기 부두에서 상기 선박의 선수 및 선미까지의 거리를 각각 검출하는 제1 거리 검출부 및 제2 거리 검출부;
    상기 부두에 구비되며, 상기 제1 및 제2 거리 검출부에 의해 검출된 상기 선박의 선수 및 선미까지의 거리를 이용하여 선박 중심점의 위치를 결정하고, 상기 접안 목표점에서 부두에 수직방향으로 소정 거리 이격된 가상 목표점과 상기 선박 중심점이 형성하는 타원 및 상기 가상 목표점과 상기 접안 목표점이 형성하는 직선을 선박의 접안 패턴으로 생성하는 접안 패턴 생성부;
    상기 부두에 구비되며, 상기 선박 중심점이, 상기 접안 패턴 생성부에 의해 생성된 접안 패턴에 따라 이동하도록 상기 선박 중심점의 위치 및 상기 접안 패턴을 비교하여 선박의 이동 경로를 제어하는 선박 이동 경로 제어부; 및
    상기 선박에 구비되며, 상기 선박 이동 경로 제어부에 의한 제어에 따라 선박을 이동시키기 위해 선박의 기관을 구동하는 선박 기관 구동부를 포함하는 선박 접안 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선박의 선수 및 선미의 양측에 각각 위치하여, 상기 선박 기관 구동부 에 의해 상기 선박의 선수 및 선미를 좌우로 이동시키도록 구동되는 복수개의 추진부를 더 포함하는 선박 접안 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가상 목표점은, 상기 선박 중심점과 상기 가상 목표점이 형성하는 타원의 꼭지점인 것을 특징으로 하는 선박 접안 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 선박 이동 경로 제어부는,
    상기 선박 중심점이 상기 타원형 접안 패턴의 외부로 벗어나는 경우, 상기 선박 중심점을 지나는 상기 타원형 접안 패턴의 접선을 따라 상기 선박 중심점을 이동시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선박 접안 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 선박 이동 경로 제어부는,
    상기 선박 중심점이 상기 타원형 접안 패턴의 내부로 벗어나는 경우, 상기 부두에 수평방향으로 상기 선박 중심점을 이동시켜 상기 접안 패턴을 따르도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선박 접안 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 선박 이동 경로 제어부는,
    상기 선박의 중심점이 상기 가상 목표점에 도달하면, 상기 선박이 상기 부두에 평행하게 위치하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선박 접안 시스템.
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