KR101104964B1 - 충돌 방지 장치 및 충돌 방지 방법 - Google Patents

충돌 방지 장치 및 충돌 방지 방법 Download PDF

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Abstract

해상을 이동하는 이동체의 충돌 방지 기술이 개시된다. 본 발명의 일 양상에 따르면, 해상을 이동하는 이동체들이 서로 GPS 정보를 공유하고 이 GPS 정보에 기초하여 충돌 가능성을 예측하는 것이 가능하다. 만약, 충돌 가능성이 있는 경우, 가청 또는 가시 경보를 발생시켜서 이동체 간의 충돌이 사전에 방지되도록 한다.
충돌 방지, 충돌 예측, 선박, GPS 정보, 경보

Description

충돌 방지 장치 및 충돌 방지 방법{apparatus and method for avoiding collision}
해상을 이동하는 이동체간의 충돌 방지 기술과 관련된다. 보다 상세하게는 GPS 정보를 이용한 해상 이동체의 충돌을 방지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2008-F-053-01, 과제명:QoS 및 확장성지원(S-MoRe) 센서네트워크 고도화 기술개발(표준화연계)].
선박 간의 위치 파악은 레이더를 이용함이 일반적이다. 선박은 전파를 주변으로 방사하고, 주변으로부터 반사된 전파를 수신하여 주변의 물체를 감지한다. 이를 위해, 각각의 선박에는 상대 선박에게 자신의 위치를 뚜렷이 레이더 상에 보여주기 위해 레이더 반사기가 설치되기도 한다.
그러나 레이더를 이용한 선박의 위치 파악은 단순히 선박의 위치만 알려주는 것이므로, 상대 선박의 운항 정보는 전혀 파악할 수가 없다. 따라서 레이더 상에 나타난 위치 정보를 사용자가 계속적으로 관찰하고 충돌 가능성을 사용자가 직접 판단해야만 하는 번거로움이 따른다.
한편, 위성항법기술이 발달됨에 따라, GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 GPS 수신기가 다수 보급되기에 이르렀다. GPS 수신기는 세 개 이상의 GPS 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 위성과 수신기의 위치를 결정한다. 위성에서 송신된 신호와 수신기에서 수신된 신호의 시간차를 측정하면 위성과 수신기 사이의 거리를 구할 수 있는데, 이 때 송신된 신호에는 위성의 위치에 대한 정보가 들어 있다. 최소한 세 개의 위성과의 거리와 각 위성의 위치를 알게 되면 삼각측량법과 같은 방법을 이용해 수신기의 위치를 계산하는 것이 가능하다.
본 명세서에서는, GPS 기술을 응용하여 해상을 이동하는 이동체 간의 충돌을 방지할 수 있는 장치 및 방법이 개시된다.
본 발명의 일 양상에 따른 충돌 방지 장치는 이동체에 구비된 충돌 방지 장치에 있어서, GPS 위성으로부터 제 1 이동체에 대한 제 1 GPS 정보를 수신하는 GPS부, 제 2 이동체로부터 제 2 이동체에 대한 제 2 GPS 정보를 수신하는 통신부, 제 1 GPS 정보 및 제 2 GPS 정보를 이용하여 제 1 이동체와 제 2 이동체 간의 충돌 가능성을 예측하는 충돌 예측부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따른 충돌 방지 장치는 이러한 구성 외에도 제 1 이동체와 제 2 이동체가 충돌할 가능성이 있는 경우 경보를 발생시키는 경보부를 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따라, 제 1 GPS 정보 및 제 2 GPS 정보는 각각의 이동체에 대한 위치, 속도, 및 이동방향 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따라, 통신부는 제 1 GPS 정보를 제 2 이동체로 전송하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따라, 충돌 예측부는 제 1 이동체의 제 1 예측 위치 및 제 2 이동체의 제 2 예측 위치를 계산하고, 제 1 예측 위치 및 제 2 예측 위치에서 각각 소정의 반경을 갖는 충돌 범위를 설정하고, 설정된 충돌 범위가 겹 쳐지면 충돌이 발생하는 것으로 판단하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명의 일 양상에 따른 충돌 방지 방법은 이동체 간의 충돌을 방지하는 방법에 있어서, GPS 위성으로부터 제 1 이동체에 대한 제 1 GPS 정보를 수신하는 단계, 제 2 이동체로부터 제 2 이동체에 대한 제 2 GPS 정보를 수신하는 단계, 및 제 1 GPS 정보 및 제 2 GPS 정보를 이용하여 제 1 이동체와 제 2 이동체 간의 충돌 가능성을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양상에 따른 충돌 방지 방법은 이러한 과정 외에도 충돌 가능성이 있는 경우 경보를 발생시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한, 충돌 가능성을 예측하는 단계는 제 1 GPS 정보 및 상기 제 2 GPS 정보를 이용하여 제 1 이동체의 제 1 예측 위치 및 제 2 이동체의 제 2 예측 위치를 계산하는 단계, 제 1 예측 위치 및 제 2 예측 위치에서 각각 소정의 반경을 갖는 충돌 범위를 설정하는 단계, 및 충돌 범위가 겹쳐지면 충돌이 발생하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
개시된 내용에 따르면, 이동체간의 GPS 정보가 서로 공유되기 때문에 상대 이동체의 운항 정보를 파악하는 것이 가능하다. 따라서, 상대 운행 정보에 기초하여 충돌 가능성을 예측하는 것이 가능해 진다. 나아가 충돌 가능성이 있는 경우 경보가 발생되므로 사전에 충돌을 방지하는 것이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 예를 상세히 설명한다. 후술되는 실시 예들은 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 특정 실시 예에 한정되지 아니한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 해상을 이동하는 이동체가 자신의 운항 정보를 인접한 다른 이동체와 공유함으로써 이동체끼리의 충돌을 예측하고, 충돌이 예상되는 경우, 경보를 발생시킴으로써 충돌을 방지하는 것이 가능하다.
예를 들어, 해상을 운항하는 선박은 자신의 위치, 속도, 진행 방향 등의 GPS 정보를 브로드캐스팅하고, 이 GPS 정보를 수신한 다른 선박은 수신된 GPS 정보를 자신의 GPS 정보와 비교하여 충돌 여부를 판단하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 방지 시스템을 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 충돌 방지 시스템은 임의의 이동체(101)(102)와 이러한 이동체에 장착된 충돌 방지 장치(100)로 구성될 수 있다.
이동체(101)(102)는 각종 선박 및 해양 구조물과 같이 해상을 이동하는 물체가 될 수 있다.
충돌 방지 장치(100)는 GPS(Global Positioning System) 위성과 통신이 가능하다.
예를 들어, 제 1 이동체(101)에 장착된 충돌 방지 장치(100-A)는 GPS 위성으로부터 제 1 이동체(101)에 대한 GPS 정보(이하, 제 1 GPS 정보라 함)를 수신하는 것이 가능하다. 그리고 제 2 이동체(102)에 장착된 충돌 방지 장치(100-B) 역시 제 2 이동체(102)에 대한 GPS 정보(이하, 제 2 GPS 정보라 함)를 수신하는 것이 가능하다.
충돌 방지 장치(100)는 서로 통신이 가능하다. 따라서, 충돌 방지 장치(100)는 각각의 이동체(101)(102)에 대한 GPS 정보를 서로 공유하는 것이 가능하다.
예컨대, 제 1 이동체(101)에 장착된 충돌 방지 장치(100-A)는 제 2 이동체(102)로부터(구체적으로는, 제 2 이동체(102)에 장착된 충돌 방지 장치(100-B)로부터) 제 2 GPS 정보를 수신하는 것이 가능하다.
충돌 방지 장치(100)는 수신된 각각의 GPS 정보에 기초하여 제 1 이동체(101)와 제 2 이동체(102) 간의 충돌 가능성을 예측하고, 충돌 가능성이 있는 경우 가청 또는 가시 형태의 경보를 발생시킨다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 방지 장치를 도시한다.
도 2에서, 충돌 방지 장치(100)는 GPS부(201), 통신부(202), 충돌 예측부(203), 경보부(204)를 포함할 수 있다.
GPS부(201)는 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 제 1 이동체(101)에 대한 제 1 GPS 정보를 수신한다.
제 1 이동체(101)는 충돌 방지 장치(100)가 장착된 임의의 선박이 될 수 있다. 제 1 GPS 정보는 이러한 선박에 대한 위치, 속도, 이동방향 등에 대한 정보가 될 수 있다. 예를 들어, GPS부(201)는 제 1 이동체(101)가 현재 어떠한 위치에 존재하고 있는지 및 이후 어떠한 방향으로 얼마만큼의 속도로 이동하고 있는지 등에 대한 GPS 정보를 수신하는 것이 가능하다.
통신부(202)는 제 2 이동체(102)로부터 제 2 GPS 정보를 수신한다.
제 2 이동체(102)는 제 1 이동체(101)와 다른 임의의 선박이 될 수 있다. 제 2 이동체(102)에도 충돌 방지 장치(100)가 장착되어 있기 때문에(예컨대, 100-B), 통신부(202)는 제 2 이동체(102)에 구비된 충돌 방지 장치(100-B)로부터 제 2 이동체(102)에 대한 제 2 GPS 정보를 수신하는 것이 가능하다.
예컨대, 통신부(202)는 제 2 이동체(102)가 현재 어떠한 위치에 존재하고 있는지 및 이후 어떠한 방향으로 얼마만큼의 속도로 이동하고 있는지 등에 대한 GPS 정보를 수신하는 것이 가능하다.
그리고, 통신부(202)는 제 1 GPS 정보를 제 2 이동체(102)로(구체적으로는, 제 2 이동체(102)에 장착된 충돌 방지 장치(100-B)로) 전송하는 것이 가능하다. 제 1 이동체(101)가 제 2 이동체(102)에 대한 정보를 수신하였듯이, 제 2 이동체(102)에게 제 1 이동체(101)에 대한 정보를 알려주기 위함이다.
충돌 예측부(203)는 제 1 GPS 정보와 제 2 GPS 정보를 이용하여 제 1 이동체(101)와 제 2 이동체(102) 간의 충돌 가능성을 예측한다.
충돌 예측부(203)가 충돌 가능성을 예측하는 방법은 다양한 방법이 응용될 수 있다. 일 예로써, 충돌 예측부(203)는 제 1 GPS 정보와 제 2 GPS 정보를 이용하여 각각 제 1 예측 위치 및 제 2 예측 위치를 계산하는 것이 가능하다. 여기서 예측 위치란 현재의 위치, 속도, 이동방향을 기초로 추정된 미래의 위치를 말한다.
그리고 충돌 예측부(203)는 각각의 예측 위치를 중심으로 소정의 반경을 갖는 충돌 범위를 설정한다. 이때, 충돌 범위의 반경은 예측 위치를 계산할 때 사용된 속도를 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.
만약 설정된 충돌 범위가 서로 겹친다면, 충돌 예측부(203)는 충돌 가능성이 있는 것으로 판단할 수가 있다.
경보부(204)는 충돌 예측부(203)의 제어에 따라 충돌 가능성이 있는 경우 가청 또는 가시 경보를 발생시킨다.
따라서 개시된 충돌 방지 장치(100)가 장착된 선박들은 충돌을 미리 예측하여 경보를 발생시키기 때문에 미리 향로를 변경하거나 속도를 늦추어서 충돌을 회피하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 예측 방법을 도시한다.
도 3에서, 각각의 점은 이동체의 GPS 정보를 나타낸다. 예컨대, A는 제 1 이동체(101)의 현재 위치를 나타내고, B는 제 2 이동체(102)의 현재 위치를 나타낸다. 그리고 A1~A4 및 B1~B4는 각각 제 1 이동체(101)의 이전 위치 및 제 2 이동체(102)의 이전 위치를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 충돌 예측부(203)는 GPS부(201)로부터 수신한 자신의 GPS 정보(즉, A에 대한 정보)와 통신부(202)로부터 수신한 상대의 GPS 정보(즉, B에 대한 정보)를 이용하여 예측 위치(A` 및 B`)를 계산한다.
예측 위치(예컨대, A`)는 현재 위치(예컨대, A)에서 속도와 이동방향을 이용하여 계산하는 것이 가능하다.
예를 들어, 임의의 위치에서 동쪽 방향으로 약 50Km/h로 이동하고 있는 이동체의 경우, 10분 뒤에는 현재 위치에서 약 8.3km 떨어진 지점에 위치할 수가 있다. 이때 이동 방향은 이전 위치에서의 이동 방향을 고려하여 결정하고, 예측 시간은 충돌을 회피할 수 있을 정도의 충분한 시간적 여유를 주어 결정하는 것이 가능하 다.
제 1 이동체(101)가 현재 A 위치에 있는 경우, 일정 시간 이후의 위치가 A`로 계산되었다고 가정하자. 실제로 제 1 이동체(101)가 이동하면서 경로를 변경하였다면 A`위치에 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 그러나 본 실시예는 충돌을 예방하기 위한 것으로 현재까지 누적된 이동 궤적을 고려하여 현재 상태가 유지된다면 충돌이 발생될 확률만 제공되어도 무방하다.
예측 위치가 계산되면, 각각의 예측 위치를 중심으로 일정한 반경을 갖는 충돌 범위를 설정한다. 예컨대, 도 3에서, A`를 중심으로 하는 C1 충돌 범위와 B`를 중심으로 갖는 C2 충돌 범위가 설정된 것을 알 수 있다.
만약, C1 충돌 범위와 C2 충돌 범위가 일부 겹친다면 충돌 가능성이 있는 것으로 판단하는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 방지 방법을 도시한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 충돌 방지 방법은 먼저 충돌 방지 장치가 자신의 GPS 정보를 수신한다(401). 예를 들어, 제 1 이동체(101)에 장착된 충돌 방지 장치(100-A)가 제 1 이동체(101)의 GPS 정보를 수신하는 것이 가능하다.
이어서, 상대의 GPS 정보를 수신한다(402). 예컨대, 제 1 이동체(101)에 장착된 충돌 방지 장치(100-A)가 제 2 이동체(102)에 장착된 충돌 방지 장치(100-B)로부터 제 2 이동체(102)에 대한 GPS 정보를 수신하는 것이 가능하다.
이어서, 제 1 이동체(101) 및 제 2 이동체(102)의 예측 위치를 계산한다(403). 예컨대, 제 1 이동체(101)에 장착된 충돌 방지 장치(100-A)가 도 3과 같 은 예측 위치를 계산하는 것이 가능하다.
이어서, 제 1 이동체(101)에 장착된 충돌 방지 장치(100-A)가 예측 위치를 이용하여 제 1 이동체(101)와 제 2 이동체(102) 간의 충돌 가능성을 판단한다(404).
만약, 충돌 가능성이 있는 경우, 제 1 이동체(101)에 장착된 충돌 방지 장치(100-A)는 경보를 발생시킨다(405).
따라서, 제 1 이동체(101)에 탑승한 사용자는 발생된 경보에 따라 미리 항로를 변경하는 것이 가능하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 개시된 실시 예들에 의하면, 해상을 운항 중인 이동체가 서로 GPS 정보를 공유하고, 공유된 GPS 정보에 근거하여 충돌 가능성을 판단하기 때문에, 이동체 간의 충돌을 사전에 방지하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 방지 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 방지 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 예측 방법을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 방지 방법을 도시한다.

Claims (9)

  1. 이동체에 구비된 충돌 방지 장치에 있어서,
    GPS 위성으로부터 제 1 이동체에 대한 제 1 GPS 정보를 수신하는 GPS부;
    제 2 이동체로부터 상기 제 2 이동체에 대한 제 2 GPS 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 제 1 GPS 정보 및 상기 제 2 GPS 정보를 토대로 상기 제 1 이동체의 제 1 예측 위치 및 상기 제 2 이동체의 제 2 예측 위치를 계산하고, 상기 제 1 예측 위치 및 상기 제 2 예측 위치에서 각각 소정의 반경을 갖는 충돌 범위를 설정하고, 상기 충돌 범위가 겹쳐지면 충돌이 발생하는 것으로 판단하여 상기 제 1 이동체와 상기 제 2 이동체 간의 충돌 가능성을 예측하는 충돌 예측부; 를 포함하는 충돌 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이동체와 상기 제 2 이동체가 충돌할 가능성이 있는 경우 경보를 발생시키는 경보부; 를 더 포함하는 충돌 방지 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 GPS 정보 및 상기 제 2 GPS 정보는 각각의 이동체에 대한 위치, 속도, 및 이동방향 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 제 1 GPS 정보를 상기 제 2 이동체로 전송하는 것을 특징으로 하는 충돌 방지 장치.
  5. 삭제
  6. 이동체 간의 충돌을 예측하는 방법에 있어서,
    GPS 위성으로부터 제 1 이동체에 대한 제 1 GPS 정보를 수신하는 단계;
    제 2 이동체로부터 상기 제 2 이동체에 대한 제 2 GPS 정보를 수신하는 단계;
    상기 제 1 GPS 정보 및 상기 제 2 GPS 정보를 토대로 상기 제 1 이동체의 제 1 예측 위치 및 상기 제 2 이동체의 제 2 예측 위치를 계산하는 단계;
    상기 제 1 예측 위치 및 상기 제 2 예측 위치에서 각각 소정의 반경을 갖는 충돌 범위를 설정하는 단계; 및
    상기 충돌 범위가 겹쳐지면 충돌이 발생하는 것으로 판단함으로써 상기 제 1 이동체와 상기 제 2 이동체 간의 충돌 가능성을 예측하는 단계; 를 포함하는 충돌 방지 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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