KR100904302B1 - 양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광범위한 해역에 설치된 다수의 단위 양식장을 단일 시스템으로 통합 감시할 수 있도록 하고 양식장에 대한 도적행위의 감시내용을 유ㆍ무선통신망으로 관계기관에 전송하여 감시ㆍ경보ㆍ방어실행을 일괄 처리함으로써, 어민의 재산보호와 소득 안정을 도모할 수 있도록 한 양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템에 관한 것이다.

무인, 어장, 도적, 감시, 시스템

Description

양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템{Group Digital Surveillance System for Fishery Safety and Security}

본 발명은 광범위한 해역에 설치된 다수의 단위 양식장을 단일 시스템으로 통합 감시할 수 있도록 하고 양식장에 대한 도적행위의 감시내용을 유ㆍ무선통신망으로 관계기관에 전송하여 감시ㆍ경보ㆍ방어실행을 일괄 처리함으로써, 어민의 재산보호와 소득 안정을 도모할 수 있도록 한 양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템에 관한 것이다.

해양경찰청 2001년과 2002년 통계자료에 의하면 양식장 절도 사건이 총 18건(피해액 약 4억원)이 발생한 것으로 나타나 있으며, 이러한 절도사건의 수와 피해액은 매년 증가하고 있는 것으로 나타나 있다.

대표적인 절도사례로는 2001년 10월 16일 통영(統營)에서 발생한 우렁쉥이(Sea squirt) 약 2억4백만원어치 절도사건, 2002년 4월 1일 통영에서 발생한 양식어류 우럭(rockfish) 약 3억45만원어치의 절도사건 등을 예로 들 수 있다.

이러한 양식장 절도사건은 최근 고가 전복과 고기 어종의 대량양식에 따라 사건의 수와 피해규모가 점차 증대되고 있는 것으로 해양경찰통계에 보고되고 있으며 최근에는 전복진주 양식이 대규모로 이루어지고 있는바, 양식장 절도사건은 영세한 어민들의 귀중한 재산손실과 절도행위시의 양식장 시설물 파괴 등으로 나타나기 때문에 어장에 침입하는 도적을 유효하게 감시하는 시스템의 개발이 시급한 실정이다.

또한, 어민들의 양식장 보호는 해양수산부와 해양경찰의 주요한 임무 중의 하나이지만 최근 한국(Korea), 중국(China), 러시아(Russia), 일본(Japan) 어업협정 체결로 영토의 4.5배에 달하는 광범위한 배타적 경제수역(排他的經濟水域, exclusive economic zone)을 수호하기에는 해양경찰 인력과 장비가 턱없이 부족하여 심각한 사회 불만 요소로 작용하고 있어 어민들의 삶의 질 향상과, 소득보장, 안정한 어업활동지원 등 사회적 측면에서의 어장감시 시스템의 개발이 시급한 실정이다.

이에 현재 어민들은 자체적으로 고가의 소형 레이더 및 서치라이트(searchlight)를 설치하여 24시간 어장을 감시하고 있으나, 이러한 방법은 어민들이 항상 24시간 당직을 서야하고, 어장에 침범한 선박들 중 어떠한 선박이 어민들의 어선이고 도적어선인지의 적아(敵我) 식별이 불가능하며, 어민들의 어선인 경우에도 경보가 울리거나 도적어선으로 판명될 경우에도 이를 신속하게 알릴 수 있는 유기적인 시스템이 구축되어 있지 않아 도적어선에 대한 신속한 대응이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 양식어장에 침입한 모든 물체의 적아 식별을 위한 어장탐지 장치와, 양식어장에 침입한 모든 물체를 탐지하기 위한 레이더 감시 장치와, 신속대응으로 초기에 도적을 퇴치할 수 있는 감시-식별-경보-대응 장치를 하나의 통합 시스템으로 구축함으로써, 어장에 침입하는 도적을 적극적으로 퇴치하여 어민의 재산보호와 소득안정을 도모할 수 있도록 한 양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 레이더 신호에 감응하는 어선자동식별장치를 어선에 설치하여 어선자동식별장치가 설치된 어선과 설치되지 않은 어선의 어장침입에 따라 도적어선의 식별 여부를 판단하는 어장탐지 장치와; 레이더 스캐너가 설치된 레이더를 육지에 설치하여 레이더에서 어장으로 발사한 전파의 반사를 이용하여 어장에 침입하는 모든 물체를 탐지하는 레이더 감시 장치와; 어장탐지 장치와 레이더 감시 장치에서 얻은 정보를 유ㆍ무선의 외부 통신망과 연결된 컴퓨터를 통해 수신하고 이 수신 정보를 컴퓨터와 연결된 모니터의 영상정보로 출력하여 어장에 접근하는 어선을 감시하고, 어선자동식별장치가 없는 어선이 양식장에 침입할 경우 컴퓨터에 미리 입력된 고해상 영상처리 및 적아식별 알고리즘을 적용한 프로그램의 자동 실행으로 도적어선의 침입정보를 유ㆍ무선 통신망을 통해 해양경찰청, 민간경비업체, 어업지도선에 실시간 연락하는 감시-식별-경보-대응 장치를; 포함한 통합시스템으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 작업선에 설치되는 어선자동식별장치는, 헬리컬 타입 안테나와 9GHz 발진기와 제어부분과 배터리로 이루어지는 레이더 응답형 어선자동식별장치와, 어장의 작업선 위치를 측정하기 위한 GPS와 스펙트럼 주파수 홉핑 방식을 이용한 900MHz 송수신 장치 및 ID 식별장치로 이루어지는 무선주파수형 어선자동식별장치 중 어느 하나를 선택하여 사용함을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이더 감시 장치는, 9.5GHz X-Band 레이더가 설치되며, 레이더의 어장 탐지 능력 증대를 위해 어장의 스티로폼 부이에는 레이더 리프렉터가 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 컴퓨터에는, 레이더 스캐너에 입력된 아날로그 영상을 디지털 신호로 변환하는 레이더 스캔 컨버터를 설치되며, 이 레이더 스캔 컨버터에 의해 컴퓨터의 모니터로 출력되는 영상정보는 레이더 영상과 전자해도가 겹쳐진 상태로 출력됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이더 감시 장치에는, 어장의 풍향, 풍속, 온도, 습도, 기압을 측정하여 컴퓨터로 전송하는 풍향계, 풍속계, 온도센서, 습도센서, 기압센서가 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 감시-식별-경보-대응 장치는, 모든 단위 장치들에서 생성하는 정보를 저장하고 필요 시 사건을 재현하여 도적어선을 추적 및 검거할 수 있도록 한 Server 장치와; 양식장을 레이더로 탐지하고 가이드 존 내에 침입한 물체를 추적하며 이 정보를 ARPA 장치로 전송하는 ARPA-Radar 장치와; ARPA-Radar에서 전송한 물체 추적 정보를 전자해도에 표시하고 이 정보를 Server로 전송하는 ARPA 장치와; 어선자동식별장치 정보를 수신하여 전자해도에 추적 및 표시하고 풍향, 풍속계와 다양한 이뮬레이터(Emulator)를 내장하여 정보를 Server로 전송하는 F-ASI Client 장치를; 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

1. 연안 어장에서 광범위하게 발생하는 도적행위를 근본적으로 방어하고, 도난사건 발생시 지속 추적할 수 있기 때문에 어민들의 소득향상과 불안해소에 기여할 수 있다.

2. 어장의 도적 방지 시스템뿐만 아니라 국내 군관 목적의 대규모 연안감시 시스템 구축에 적용 가능하며, 연안 감시용으로 적용하여 국가 보안 시스템으로 적용이 가능하다.

3. 해양경찰과 공조체제를 유지하면 우리나라 전역의 광범위한 해상 감시체제를 구축할 수 있기 때문에 국가안보에 기여할 수 있다.

4. 어민들이 양식장에서 작업 중 해류, 조류, 강풍 등에 의한 인명사고를 당하는 경우도 있어 어장 감시는 물론 인명구조 개념을 포함하는 어장보호 시스템으 로 활용할 수 있다.

본 발명의 양식어장 보호를 위한 집단감시 시스템은, 레이더 신호에 감응하는 어선자동식별장치를 어선에 설치하여 어선자동식별장치가 설치된 어선과 설치되지 않은 어선의 어장침입에 따라 도적어선의 식별 여부를 판단하는 어장탐지 장치와; 레이더 스캐너가 설치된 레이더를 육지에 설치하여 레이더에서 어장으로 발사한 전파의 반사를 이용하여 어장에 침입하는 모든 물체를 탐지하는 레이더 감시 장치와; 어장탐지 장치와 레이더 감시 장치에서 얻은 정보를 유ㆍ무선의 외부 통신망과 연결된 컴퓨터를 통해 수신하고 이 수신 정보를 컴퓨터와 연결된 모니터의 영상정보로 출력하여 어장에 접근하는 어선을 감시하고, 어선자동식별장치가 없는 어선이 양식장에 침입할 경우 컴퓨터에 미리 입력된 고해상 영상처리 및 적아식별 알고리즘을 적용한 프로그램의 자동 실행으로 도적어선의 침입정보를 유ㆍ무선 통신망을 통해 해양경찰청, 민간경비업체, 어업지도선에 실시간 연락하는 감시-식별-경보-대응 장치를; 포함한 통합시스템으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 작업선에 설치되는 어선자동식별장치는, 헬리컬 타입 안테나와 9GHz 발진기와 제어부분과 배터리로 이루어지는 레이더 응답형 어선자동식별장치와, 어장의 작업선 위치를 측정하기 위한 GPS와 스펙트럼 주파수 홉핑 방식을 이용한 900MHz 송수신 장치 및 ID 식별장치로 이루어지는 무선주파수형 어선자동식별장치 중 어느 하나를 선택하여 사용함을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이더 감시 장치는, 9.5GHz X-Band 레이더가 설치되며, 레이더의 어장 탐지 능력 증대를 위해 어장의 스티로폼 부이에는 레이더 리프렉터가 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 컴퓨터에는, 레이더 스캐너에 입력된 아날로그 영상을 디지털 신호로 변환하는 레이더 스캔 컨버터를 설치되며, 이 레이더 스캔 컨버터에 의해 컴퓨터의 모니터로 출력되는 영상정보는 레이더 영상과 전자해도가 겹쳐진 상태로 출력됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 레이더 감시 장치에는, 어장의 풍향, 풍속, 온도, 습도, 기압을 측정하여 컴퓨터로 전송하는 풍향계, 풍속계, 온도센서, 습도센서, 기압센서가 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 감시-식별-경보-대응 장치는, 모든 단위 장치들에서 생성하는 정보를 저장하고 필요 시 사건을 재현하여 도적어선을 추적 및 검거할 수 있도록 한 Server 장치와; 양식장을 레이더로 탐지하고 가이드 존 내에 침입한 물체를 추적하며 이 정보를 ARPA 장치로 전송하는 ARPA-Radar 장치와; ARPA-Radar에서 전송한 물체 추적 정보를 전자해도에 표시하고 이 정보를 Server로 전송하는 ARPA 장치와; 어선자동식별장치 정보를 수신하여 전자해도에 추적 및 표시하고 풍향, 풍속계와 다양한 이뮬레이터(Emulator)를 내장하여 정보를 Server로 전송하는 F-ASI Client 장치를; 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템은 도 1과 같이 양식어장에 침입한 모든 물체의 적아식별을 위한 어장탐지 장치(Fishery Detection System, FDS), 양식어장에 침입한 모든 물체를 탐지하기 위한 레이더 감시 장치(Radar Surveillance System, RSS), 신속대응으로 초기에 도적을 퇴치할 수 있는 감시-식별-경보-대응 장치(Watching, Identification, Warning, and Action System, WIWAS)의 통합시스템으로 이루어진다.

먼저, 어장탐지 장치(1)에 대해 설명하기로 한다.

어장탐지 장치(1)는, 작업어선과 도적어선을 식별하기 위한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 어선에 설치되는 어선 자동식별 장치(Fishery-Automatic Identification, F-AIS)로 구성된다.

상기 어선 자동식별 장치의 정보는, 레이더 감시 장치(2)의 레이더(21) 정보와 비교하여 도적어선 여부를 판단하게 되며, 어선 자동식별 장치의 모든 정보는 실시간으로 감시-식별-경보-대응 장치(3)의 컴퓨터(31)로 전송되어 추후 도난 행위에 대한 추적을 할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 어선 자동식별 장치는, 레이더 응답형과 무선주파수를 이용한 것 등 두 가지를 개발하여 장단점을 비교한 후 최적의 어선 자동식별 장치를 선정 최종 시스템 구축에 적용하였다.

상기 레이더 응답형 어선 자동식별 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 헬리컬 타입의 안테나(Antenna), 9GHz 발진기(Oscillator), 제어부분(Control Part), 배터리(Battery) 등으로 구성된다.

레이더 응답형 어선 자동식별 장치는, 해상에서 조난안전 및 수색구조용으로 사용되는 레이더 트랜스폰더(Radar Transponder) 기술과 SART(Search And Radar Transponder)의 기본 개념에 착안하여, 어장(12)을 출입하는 작업선이 감시 레이더 전파에 특별한 펄스 코드(pulse code)로 응답할 수 있도록 설계하였고, 양식장의 설치위치를 근거리에 한정하여 소형 및 경량화, 저전력화, 저가격화에 역점을 두고 설계하였다.

또한, 레이더 응답형 어선 자동식별 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이 어선 자동식별 장치의 위치(Target으로 표시) 방향으로 센서식별용 코드(ID Code로 표시)가 레이더 모니터(Radar Monitor)에 나타나도록 설계하였다.

이러한 ID Code는 레이더(21) 모니터에 독특한 도트(dot) 부호를 표시하여 다수 센서의 ID를 식별하기 위한 것이며, 이 방법은 12개 이상의 일정한 간격의 도트 부호가 레이더(21) 모니터에 나타나는 SART 기술을 참고한 것으로서, 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이 레이더(21)의 9.3GHz~9.5GHz 소인기간 중, 톱니파 신호의 발생을 제어함으로써 레이더(21) 모니터에 ‘■ ■ □ ■ □’와 같은 모양의 도트 부호를 표시하는 것이다.

도 4는 설계한 레이더 응답형 어선 자동식별 장치의 구성도로서, 안테나를 중심으로 시계방향으로 설명하면, 안테나를 통하여 수신된 레이더(21) 전파는 서큐 레이터(Circulator)를 통하여 송수신 증폭부(Microwave LNA Amp.)로 입력되어 증폭된 후, 복조기(Demodulator)에서 복조되어 트리거신호발생기(Trigger Signal Generator)를 작동시키고, 이 트리거 신호에 의해서 10~100 μsec 가변 가능한 게이트 제어(Gate Controller) 신호를 생성한다.

이 게이트 제어 신호는 펄스 발생기(Pulse Generator)에 입력되어 1~10 μsec 가변의 펄스신호를 만들어서 9.2GHz~9.5GHz 사이에서 진동하는 톱니파를 발생시키고 이 신호는 다시 9.5GHz 발진부(O.S.C)에서 변조되어 마이크로웨이브 전단증폭기(Microwave Pre-Amp.)에서 증폭된 후 서큐레이터를 거쳐 안테나에서 다시 응답신호로서 레이더(21)를 향하여 송신된다.

여기서, 도 4 좌측 아래의 “Digital 선택”은 도 3에 나타낸 독특한 도트 부호를 생성하기 위한 논리회로이다.

또한, 무선주파수형 어선 자동식별 장치는, 어장(12)의 작업선 위치를 측정하기 위한 GPS와 스프레드 스펙트럼 주파수 홉핑(spread spectrum frequency hopping) 방식을 이용한 900MHz 송수신 장치 및 ID 식별장치 등으로 구성된다.

도 5, 6은 시스템 설계도로서, 송신장치는 GPS 위치와 ID Board에서 생성한 어장(12) 작업선의 명세(ID)를 수신장치에 전송하고, 수신장치는 신호를 수신하여 ID Check Board에서 ID를 점검하여 지정된 ID의 신호만을 수신하며, Data Extractor에서 필요한 데이터를 축출하여 USB 포트로 데이터(시간, 위치, 배터리 잔량 등)를 출력한다.

송신장치와 수신장치는 송신장치에 장착한 GPS 안테나 케이스 상단에 부착하여 인공위성 전파를 원활히 수신하도록 설계하였고, GPS 안테나는 1/2파장 다이폴(dipole) 2dB 안테나를 채용하였으며, 개발한 송신장치의 크기는 가로 5cm, 세로 7cm, 두께 3cm로서 신용카드 크기로 제작하였다.

한편, 레이더(21)에 의한 어장(12) 탐지능력을 증대한 방법으로서 어장(12)의 위치를 나타내기 위해 설치된 스티로폼 부이(Styrofoam buoy)에 레이더 리프렉터(reflector)를 설치할 수도 있다.

다음은 레이더 감시 장치(2)에 대해 설명하기로 한다.

상기 레이더 감시 장치(2)는, 어장(12) 내에 침입하는 모든 물체를 탐지하고, 풍향계, 풍속계, 온도센서, 습도센서, 기압센서를 이용하여 실시간 어장(12)의 환경정보를 수집하는 장치로써, 다양한 기능이 부가된 고분해능 ARPA-레이더를 사용 칼만필터를 기본으로 하는 고해상 영상처리 알고리즘의 적용과 최적의 레이더 사이트 설치 및 레이더 스캔 컨버터(RSC) 등의 조합으로 이루어지며, 풍향/풍속계와 어선 자동식별 장치, 서버, 전자해도 등을 네트워크로 연결시켜서 유기적인 정보의 입출력이 되도록 구성된다.

레이더 감시 장치(2)에 의한 레이더(21) 추적정보와 어장탐지 장치(1)에 의한 물체 식별정보는 서로 데이터 융합과정을 통하여 분류된 후, 감시-식별-경보-대응 장치(3)로 전송된다.

본 발명에서는 근거리 정밀조사용 고해상도 레이더 기술이 관건인데, 기존에 일반적인 선박용 레이더를 이용하여 섬이 많은 한국 어장실정에 적합한 레이더로 개량 적용하였다.

레이더 감시 장치(2)을 개발하기 위해서는. 먼저 레이더 스캐너(22)에 입력된 아날로그(Analog) 영상을 디지털(Digital) 신호로 변환하는 레이더 스캔 컨버터(Radar Scan Converter, RSC)가 필요하고, 레이더 감시 장치(2)에서 생성한 디지털 영상정보는 전자해도(ECDIS)에 겹쳐서 나타내야 하기 때문에 소프트웨어가 필요하다.

레이더 감시 장치(2)에서의 풍향, 풍속계는 양식장과 같은 환경이 열악한 장소에서는 염분과 강풍 등으로 일부 센서가 과부하가 걸리는 문제가 발생하기 때문에 일반 소형요트에 장착하는 풍향, 풍속계를 적용하고, 기타 온도와 습도, 기압 등은 일반적 온도, 습도, 기압 측정 센서들이 사용한다.

또한, 풍향, 풍속계의 데이터를 컴퓨터(31)로 전송하기 위한 인터페이스는 소프트웨어로 구축하여 감시-식별-경보-대응 장치(3)의 컴퓨터(31)에 내장된다.

다음은 감시-식별-경보-대응 장치(3)에 대해 설명하기로 한다.

감시-식별-경보-대응 장치(3)는, 모든 단위 장치들에서 생성하는 정보를 저장하고 필요 시 사건을 재현하여 도적어선을 추적 및 검거할 수 있도록 한 Server 장치와, 양식장을 레이더(21)로 탐지하고 가이드 존 내에 침입한 물체를 추적하며 이 정보를 ARPA 장치로 전송하는 ARPA-Radar 장치와, ARPA-Radar에서 전송한 물체 추적 정보를 전자해도에 표시하고 이 정보를 Server로 전송하는 ARPA 장치와, 어선자동식별장치(11) 정보를 수신하여 전자해도에 추적 및 표시하고 풍향, 풍속계와 다양한 이뮬레이터(Emulator)를 내장하여 정보를 Server로 전송하는 F-ASI Client 장치로 구성된다.

감시-식별-경보-대응 장치(3)는, 도적이 어장(12)에 침입하기 전 단계부터 물표를 추적하여 대응하기 위한 장치로 주로 소프트웨어적으로 형성되며, 어장(12)에 침입한 도적을 감시하는 초동단계에서부터 방어하는 최종 단계로 구분되고, 적아식별 알고리즘을 개발하여 프로그램에 적용하였다.

즉, 감시-식별-경보-대응 장치(3)는, 레이더 감시 장치(2) 및 어장탐지 장치(1)의 정보를 이용하여, 경비(Watching)-식별(Identification)경보(Warning)-대응 및 방어(Action and Defense) 등의 절차를 거쳐 적아식별과 경보를 발생하는 시스템이다.

특히, 도적대응방법이 가장 중요한데, 각 가정에 있는 PC, TV, 전화, 핸드폰, FM 라디오 등 사용가능한 다양한 매체들을 검토한 후 최적의 방법을 선정하여 적용하였다.

그리고 도적침입경보는 해양경찰청, 민간경비업체, 어업지도선 등에서 실시간으로 연락 가능하도록 다중방어 통신망을 형성하였다.

감시-식별-경보-대응 장치(3)의 적아식별 알고리즘은 다음과 같이 이루어진다.

도 7은 시스템 시작 알고리즘으로서, 장치를 처음 시작할 때 사용자 인증과 장치 확인 및 점검과 상황 종료시 데이터 저장과 비인가자 사용시의 경보 등에 대한 알고리즘을 나타낸다.

도 8은 상황감시 및 대응모드 알고리즘으로서, 시스템이 본격적으로 작동된 후, 어장(12) 상황을 자동으로 감시하면서 도적 침입시 대응하기 위한 알고리즘을 나타낸다.

도 9는 자동 식별모드 알고리즘으로서, 어장(12)에 침입한 물체에 대해서 적아식별을 자동으로 수행하는 알고리즘이며, 도 10은 경보발생 알고리즘으로서, 각 상황에 대해서 경보를 울리는 알고리즘이다.

도 11은 자동 대응모드 알고리즘으로서, 각 상황에 대해서 해양경찰이나 육상경찰 등에 상황에 적합한 대응체계를 자동으로 선정 및 처리하는 알고리즘이고, 도 12는 강제종료 알고리즘으로서, 시스템을 강제로 종료하는 경우의 사용자 인증과 적합한 처리를 수행하는 알고리즘을 나타낸다.

이와 같이 개발한 알고리즘은 사용인가를 허가받은 사람만이 운영할 수 있으 며, 본 시스템에 접근하는 모든 사람들의 이력을 관리할 수 있고, 상황마다 자동으로 대체할 수 있는 기능을 갖는다.

네트워크의 구성을 위해 원격지에 있는 레이더 사이트에서 레이더 신호를 전송하기 위해서는 T1급(1.544Mbps) 또는 E1급(2.048Mbps)의 인터넷 회선을 이용하여 전송하며, 또한 감시센터에서 작업선에 연락할 수 있도록 통신망을 구성한다.

본 발명에서는 CDMA 이동통신망을 통하여 핸드폰에 의한 쌍방향 통신방법을 제시하였으며, 미확인 물체의 어장(12) 접근 또는 어장(12) 주의 반경 내로 진입하는 경우에는 작업선에서 휴대폰을 통하여 가입자 정보와 위치가 원격 모니터로 전송되도록 한다.

도적 어선으로 판정되었을 경우에는 자동경보 및 출동신호가 단문 메시지 형태로 유ㆍ무선 인터넷을 통하여 출타(出他) 중인 어장주나, 어업지도선, 경비업체 및 해양경찰서에 연락되도록 구성한다.

도 13은 이러한 개념을 기반으로 설계한 네트워크 설계를 나타내며, 도 14는 원격통신망의 구성을 나타낸다.

침입자 감시 및 식별과정을 살펴보면, 어선자동식별장치(11)를 장착한 어선은 레이더(21)를 통해 양식장의 조합원으로 인식되고, 반대로 어선자동식별장치(11)를 장착하지 않은 어선은 신호가 없으므로 의심선박으로 분류되어 실시간으로 거동을 감시한다.

즉, 어장(12) 내의 어선들은 레이더 스캐너(22)를 통해 표시되고 이러한 물표의 정보들은 레이더 스캔 컨버터를 통해 디지털 값으로 얻어지는데, 이때 어선자동식별장치(11)를 장착하지 않은 선박들은 디스플레이에서 선박의 고유정보를 나타내는 신호를 출력시키지 못하므로 자동적으로 의심선박으로 분류된다.

이러한 의심 선박들이 양식 어장(12) 주변에 위치하게 되면 해당 의심선박을 추적하게 되고, 추적선박이 어장(12)의 접근한계 범위를 초과하면 경보를 발생하게 된다.

한편, 정확한 선박의 위치정보를 얻어내는 것은 아주 중요한 작업이며, 잡음의 영향 아래에서도 위치정보를 정확하게 추정하고 현재의 위치 및 속도를 기준으로 앞으로의 위치를 예측하기 위하여 도 15와 같은 칼만필터(kalman fiter)를 적용하였다.

이상과 본 발명의 양식 어장(12) 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템은, 어장(12)에 침입한 모든 물체의 적아 식별을 위한 어장탐지 장치(1), 양식 어장(12)에 침입한 모든 물체를 탐지하기 위한 레이더 감시 장치(2), 신속대응으로 초기에 도적을 퇴치할 수 있는 감시-식별-경보-대응 장치(3)의 통합시스템으로 이루어지는 것으로서, 이하 본 발명의 시스템의 작용에 대해 설명하기로 한다.

도 1과 같이 본 발명의 양식 어장(12) 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템은, 어선자동식별장치(11)를 장착하지 않은 어선이 어장(12) 내로 침입할 경우 어장탐지 장치(1), 레이더 감시 장치(2), 감시-식별-경보-대응 장치(3)의 유기적인 작동으로 도적어선을 퇴치한다.

즉, 어장(12)을 감시하기 위해 설정한 가이드 존(Guard Zone) 내에 어선자동식별장치(11)가 장착된 어선이 들어올 경우에는 레이더 스캐너(22)를 통해 표시되고 이러한 물표의 정보들은 레이더 스캔 컨버터를 통해 디지털 값으로 얻어져 작업 어선임을 확인할 수 있게 된다.

그러나 가이드 존(Guard Zone) 내에 어선자동식별장치(11)를 장착하지 않은 어선이 접근하거나 침입할 경우에는, 디스플레이에서 선박의 고유정보를 나타내는 신호를 출력시키지 못하므로 자동적으로 의심선박으로 분류되고, 이러한 의심선박에 대하여 감시-식별-경보-대응 장치(3)에서는 유ㆍ무선 통신을 이용해 해양경찰청, 민간경비업체, 어업지도선에 실시간 연락을 하게 된다.

예를 들어, 어선자동식별장치(11)를 장착하지 않은 어선이 어장(12)의 경계선 100m 이내로 접근하는 경우에는 “의심 선박 어장 접근 중… ” 의 휴대폰 문자 메시지와 함께 송신시각과 송신자가 해양경찰청, 민간경비업체, 어업지도선 등의 수신자에게 전송되고, 어선자동식별장치(11)를 장착하지 않은 어선이 어장(12)의 경계선을 넘어 침입하게 될 경우에는 “의심 선박 어장 침입!!” 의 휴대폰 문자 메시지와 함께 송신시각과 송신자가 해양경찰청, 민간경비업체, 어업지도선 등의 수신자에게 전송되어 도적어선의 어장(12) 침입에 대한 대응 조치취하게 된다.

위에 설명한 바와 같이 본 발명의 양식 어장(12) 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템은 도적어선이 어장(12) 내로 침입할 경우 각 장치의 유기적인 즉각적 대응 조치를 통해 도적으로 의심되는 선박을 감시하거나 검거할 수 있다.

또한, 본 발명은 어장탐지 장치(1)와, 레이더 감시 장치(2)과, 감시-식별-경보-대응 장치(3)의 통합 시스템으로 구축되어 있기 때문에 유ㆍ무선의 외부 통신망과 연결된 컴퓨터(31)를 통해 레이더 스캐너(22)에서 수신된 어장정보는 물론 어장(12) 추적 이력, 상황 발생 이력 등을 다시 재현할 수 있다.

또한, 어장(12)의 풍향, 풍속, 온도, 습도, 기압 정보는 풍향계, 풍속계, 온도센서, 습도센서, 기압센서에 의해 컴퓨터(31)로 수신되고, 이 정보들은 컴퓨터(31)와 연결된 유ㆍ무선의 통신망을 통해 인터넷에 공개되거나 휴대폰 문자메시지로 전송되기 때문에 어민들이 집이나 타지역에서 자신들이 관리하는 어장(12)의 기상 상황 등의 정보를 편리하게 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 F-AIS 구성도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IC Code 발생 원리.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 응답형 F-AIS 구성도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송신장치의 구성도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수신장치의 구성도.

도 7 내지 12는 본 발명의 실시예에 따른 적아식별 알고리즘.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 구성도.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 원격통신망의 구성도.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 물표추적 장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:어장탐지 장치 2:레이더 감시 장치 3:감시-식별-경보-대응 장치

11:어선자동식별장치 12:어장 21:레이더

22:레이더 스캐너 31:컴퓨터

Claims (6)

1. 레이더 신호에 감응하는 어선자동식별장치를 어선에 설치하여 어선자동식별장치가 설치된 어선과 설치되지 않은 어선의 어장침입에 따라 도적어선의 식별 여부를 판단하는 어장탐지 장치와;

   레이더 스캐너가 설치된 레이더를 육지에 설치하여 레이더에서 어장으로 발사한 전파의 반사를 이용하여 어장에 침입하는 모든 물체를 탐지하는 레이더 감시 장치와;

   어장탐지 장치와 레이더 감시 장치에서 얻은 정보를 유ㆍ무선의 외부 통신망과 연결된 컴퓨터를 통해 수신하고 이 수신 정보를 컴퓨터와 연결된 모니터의 영상정보로 출력하여 어장에 접근하는 어선을 감시하고, 어선자동식별장치가 없는 어선이 양식장에 침입할 경우 컴퓨터에 미리 입력된 고해상 영상처리 및 적아식별 알고리즘을 적용한 프로그램의 자동 실행으로 도적어선의 침입정보를 유ㆍ무선 통신망을 통해 해양경찰청, 민간경비업체, 어업지도선에 실시간 연락하는 감시-식별-경보-대응 장치를; 포함한 통합시스템으로 구성됨을 특징으로 하는 양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 어선에 설치되는 어선자동식별장치는, 헬리컬 타입 안테나와 9GHz 발진기와 제어부분과 배터리로 이루어지는 레이더 응답형 어선자동식별장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 레이더 감시 장치는, 레이더의 어장 탐지 능력 증대를 위해 어장의 스티로폼 부이에는 레이더 리프렉터가 설치됨을 특징으로 하는 양식어장 보호를 위한 집단감시 디지털 시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

Images