KR101170094B1 - System Controlling Collision Evision for Multiple Traffic Vessels - Google Patents
System Controlling Collision Evision for Multiple Traffic Vessels Download PDFInfo
- Publication number
- KR101170094B1 KR101170094B1 KR1020100109330A KR20100109330A KR101170094B1 KR 101170094 B1 KR101170094 B1 KR 101170094B1 KR 1020100109330 A KR1020100109330 A KR 1020100109330A KR 20100109330 A KR20100109330 A KR 20100109330A KR 101170094 B1 KR101170094 B1 KR 101170094B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- collision
- ship
- vessel
- risk
- collision avoidance
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G3/00—Traffic control systems for marine craft
- G08G3/02—Anti-collision systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
- G01C21/203—Specially adapted for sailing ships
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
Abstract
본 발명은 다중 선박 충돌회피 제어 시스템에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 다중 선박 충돌회피 제어 시스템은, 선박의 속도를 측정하는 자이로 센서; 상기 선박의 현위치를 측정하는 GPS 모듈; 베이즈 추정(Bayesian Estimation)에 의해 상기 선박의 현위치 및 속도를 고려하여 현시점부터 일정시점까지 주변의 물체와의 충돌 위험도를 계산하는 연산부; 및 상기 충돌 위험도를 고려하여 상기 주변의 물체와의 충돌회피를 위한 가상의 행동공간을 구성하고, 상기 가상의 행동공간을 대상으로 최적화 기법을 적용하여 상기 가상의 행동공간 중에서 최적의 경로를 상기 선박의 향후 경로로 결정하는 충돌회피 설계부를 포함하며, 상기 선박의 향후 경로를 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a multiple ship collision avoidance control system. Multiple ship collision avoidance control system according to an aspect of the present invention, the gyro sensor for measuring the speed of the ship; GPS module for measuring the current position of the ship; A calculation unit which calculates a risk of collision with an object around from a current point to a certain point in time by taking Bayesian Estimation into consideration; And constructing a virtual behavior space for avoiding collision with the surrounding objects in consideration of the collision risk, and applying an optimization technique to the virtual behavior space to find an optimal path among the virtual behavior space. The collision avoidance design unit to determine the future route of the, characterized in that to provide a future route of the vessel.
Description
본 발명은 선박 제어 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 안전하고 효율적인 운항 경로를 제공할 수 있는 다중 선박 충돌회피 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a ship control system, and more particularly to a multiple ship collision avoidance control system that can provide a safe and efficient navigation route.
최근, 선박은 인적요인에 의한 해난사고를 방지하고, 보고 효율적이고 안전한 운행을 위해서 자동운항방식을 적용하고 있다. 선박의 자동운항은 복수의 운행물체가 서로 충돌할 수 있는 상황에서 서로 간의 안전거리를 확보하면서 최적 경로를 이용하여 최종목적지까지 운항할 수 있도록 지원하는 충돌회피를 포함한다.In recent years, ships have applied automatic operation to prevent accidents caused by human factors and to report efficiently and safely. The automatic operation of a ship includes collision avoidance that supports the flight to the final destination by using the optimum route while securing a safe distance between each other in a situation where a plurality of moving objects may collide with each other.
종래의 선박 시스템은 충돌회피를 위하여 각 대상이 그 모임에 속하는 정도를 수학적으로 표현하는 퍼지 이론을 사용하였다. 그런데, 퍼지 이론은 계산에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 해상환경처럼 자주 변화하는 환경에서는 적용능력이 떨어지므로, 선박 운항에 적용되기에는 위험하다.Conventional ship systems used fuzzy theory to mathematically express the extent to which each object belongs to the group for collision avoidance. However, the fuzzy theory is not only time-consuming to calculate, but also has a poor applicability in an environment that changes frequently, such as a marine environment, and thus is dangerous to be applied to ship operations.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 베이즈 추정을 이용하여 충돌 위험도를 산출하고, 이를 고려하여 회피 경로를 설계할 수 있는 다중 선박 충돌회피 제어 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a multiple ship collision avoidance control system capable of calculating a collision risk by using Bayesian estimation, and designing an avoidance route based on the above-described technical background. .
본 발명의 일면에 따른 다중 선박 충돌회피 제어 시스템은, 선박의 속도를 측정하는 자이로 센서; 상기 선박의 현위치를 측정하는 GPS 모듈; 베이즈 추정(Bayesian Estimation)에 의해 상기 선박의 현위치 및 속도를 고려하여 현시점부터 일정시점까지 주변의 물체와의 충돌 위험도를 계산하는 연산부; 및 상기 충돌 위험도를 고려하여 상기 주변의 물체와의 충돌회피를 위한 가상의 행동공간을 구성하고, 상기 가상의 행동공간을 대상으로 최적화 기법을 적용하여 상기 가상의 행동공간 중에서 최적의 경로를 상기 선박의 향후 경로로 결정하는 충돌회피 설계부를 포함하며, 상기 선박의 향후 경로를 제공하는 것을 특징으로 한다.Multiple ship collision avoidance control system according to an aspect of the present invention, the gyro sensor for measuring the speed of the ship; GPS module for measuring the current position of the ship; A calculation unit which calculates a risk of collision with an object around from a current point to a certain point in time by taking Bayesian Estimation into consideration; And constructing a virtual behavior space for avoiding collision with the surrounding objects in consideration of the collision risk, and applying an optimization technique to the virtual behavior space to find an optimal path among the virtual behavior space. The collision avoidance design unit to determine the future route of the, characterized in that to provide a future route of the vessel.
본 발명에 따르면, 베이즈 추정 기법을 이용하여 충돌 위험도를 추정함으로써, 선박 운항의 위험 부담을 낮출 수 있으며, 안전하고, 효율적인 회피 경로를 설계할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by estimating the collision risk using the Bayes estimation technique, it is possible to lower the risk of the vessel operation, and to design a safe and efficient avoidance route.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 선박 충돌회피 제어 시스템을 도시한 구성도.1 is a block diagram showing a multi-ship collision avoidance control system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms " comprises, " and / or "comprising" refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.
이제 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 선박 충돌회피 제어 시스템을 도시한 구성도이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram showing a multi-ship collision avoidance control system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 선박 충돌회피 제어 시스템(10)은 자이로 센서(110), GPS 모듈(120), 연산부(130) 및 충돌회피 설계부(140)를 포함하며, 일 선박에 구비된다.As shown in FIG. 1, the multiple ship collision
자이로 센서(110)는 일 선박의 운항속도를 측정하며, GPS 모듈(120)은 일 선박의 현위치를 측정한다.Gyro sensor 110 measures the operating speed of a ship,
연산부(130)는 일 선박의 운항속도와 현위치를 고려하여 일 선박의 주변 물체와의 충돌 위험도를 베이즈 추정 기법(Bayesian Estimation Technique)으로 추정한다. 여기서, 베이즈 추정 기법은 주어진 학습데이터인 현위치 및 속도의 각 개체가 특정 클래스에 속할 확률을 예측하는 알고리즘이다.The calculating
연산부(130)는 각 입력 변수들 간의 독립을 가정하여 사후 확률인 충돌 위험도를 계산한다.The
예를 들어, 연산부(130)는 베이즈 추정 기법에 따른 하기의 수학식 1에 의하여 충돌 위험도를 산출할 수 있다. 여기서, X는 선박의 속도, CPi는 m개의 후보지점이다.For example, the
연산부(130)는 주변 물체가 타 선박일 때, 일 선박의 현위치와 속도는 물론, 타 선박의 현위치와 속도를 이용하여 베이즈 추정에 의하여 충돌 위험도를 계산한다.When the surrounding object is another vessel, the calculating
충돌회피 설계부(140)는 충돌 위험도를 고려하여 충돌 회피를 위한 가상의 행동공간을 재구성한 후, 추정된 행동공간을 대상으로 최적화 기법 예컨대, 유전자 알고리즘을 적용하여 가장 안전하고 효율적인 회피 경로를 결정한다.The collision
한편, 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 다중 선박 충돌회피 제어 시스템(10)은 실시간으로 충돌 위험도를 계산하고, 지속적으로 회피 경로를 갱신하여 현재 상태에서 가장 효율적인 회피 경로를 제공할 수 있다.Meanwhile, the multiple ship collision
이와 같이, 본 발명은 베이즈 추정 기법을 이용하여 충돌 위험도를 추정함으로써, 선박 운항의 위험 부담을 낮출 수 있으며, 안전하고, 효율적인 회피 경로를 설계할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can reduce the risk of the ship operation by estimating the collision risk using Bayes estimation technique, it is effective to design a safe, efficient avoidance route.
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the above-described embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, Of course, this is possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the description of the following claims.
Claims (2)
상기 선박의 현위치를 측정하는 GPS 모듈;
베이즈 추정(Bayesian Estimation)에 의해 상기 선박의 현위치 및 속도를 고려하여 현시점부터 일정시점까지 주변의 물체와의 충돌 위험도를 계산하는 연산부; 및
상기 충돌 위험도를 고려하여 상기 주변의 물체와의 충돌회피를 위한 가상의 행동공간을 구성하고, 상기 가상의 행동공간을 대상으로 최적화 기법을 적용하여 상기 가상의 행동공간 중에서 최적의 경로를 상기 선박의 향후 경로로 결정하는 충돌회피 설계부를 포함하며,
상기 선박의 향후 경로를 제공하는 것인 다중 선박 충돌회피 제어 시스템.A gyro sensor for measuring the speed of the ship;
GPS module for measuring the current position of the ship;
A calculation unit which calculates a risk of collision with an object around from a current point to a certain point in time by taking Bayesian Estimation into consideration; And
In consideration of the collision risk, a virtual action space for avoiding collision with the surrounding objects is constructed, and an optimization technique is applied to the virtual action space to determine an optimal path among the virtual action spaces of the vessel. Includes a collision avoidance design to determine the future path,
Multiple ship collision avoidance control system that provides a future route of the vessel.
상기 주변의 물체가 타 선박일 때, 상기 선박의 현위치와 속도는 물론, 상기 타 선박의 현위치와 속도를 이용하여 상기 베이즈 추정에 의해 상기 충돌 위험도를 계산하는 것인 다중 선박 충돌회피 제어 시스템.The method of claim 1, wherein the operation unit,
When the surrounding object is another vessel, the collision risk is estimated by the Bayes estimation using the current position and velocity of the vessel as well as the current position and velocity of the other vessel. Multi ship collision avoidance control system that is to calculate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100109330A KR101170094B1 (en) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | System Controlling Collision Evision for Multiple Traffic Vessels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100109330A KR101170094B1 (en) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | System Controlling Collision Evision for Multiple Traffic Vessels |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120047646A KR20120047646A (en) | 2012-05-14 |
| KR101170094B1 true KR101170094B1 (en) | 2012-07-31 |
Family
ID=46266331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100109330A KR101170094B1 (en) | 2010-11-04 | 2010-11-04 | System Controlling Collision Evision for Multiple Traffic Vessels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101170094B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102202794B1 (en) * | 2019-11-08 | 2021-01-14 | 엘아이지넥스원(주) | multi-sensor based collision prediction information generating apparatus for ships and method therefor |
| CN110956853B (en) * | 2019-11-12 | 2022-02-22 | 武汉理工大学 | Multi-ship collision prediction method, system and storage medium |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003536096A (en) | 2000-06-08 | 2003-12-02 | オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド | Tracking map generator |
| JP2003536137A (en) | 2000-06-09 | 2003-12-02 | オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド | Situation awareness processor |
| JP2010224788A (en) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Toyota Central R&D Labs Inc | Lane departure prediction device |
-
2010
- 2010-11-04 KR KR1020100109330A patent/KR101170094B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003536096A (en) | 2000-06-08 | 2003-12-02 | オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド | Tracking map generator |
| JP2003536137A (en) | 2000-06-09 | 2003-12-02 | オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド | Situation awareness processor |
| JP2010224788A (en) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Toyota Central R&D Labs Inc | Lane departure prediction device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120047646A (en) | 2012-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10102761B2 (en) | Route prediction device | |
| EP3836013A1 (en) | Systems and methods for trajectory prediction | |
| JP7270812B2 (en) | Collision warning device and collision warning method | |
| Xue et al. | Automatic simulation of ship navigation | |
| EP1770365B1 (en) | Method for planning the velocity of a craft along a route | |
| EP2466331B1 (en) | Systems and methods for predicting locations of weather relative to an aircraft | |
| US11300663B2 (en) | Method for predicting a motion of an object | |
| JP2008117082A (en) | Traveling control plan evaluation device | |
| Kozynchenko et al. | Applying the dynamic predictive guidance to ship collision avoidance: Crossing case study simulation | |
| KR101658133B1 (en) | System for calculating collision risk of vessel | |
| JP7318667B2 (en) | Collision risk calculation method, collision risk calculation device, and collision risk calculation program | |
| KR101275277B1 (en) | Route searching support system of ship for collision avoidance by using the generation of quadrilateral fairway units | |
| KR102251720B1 (en) | Method and apparatus for preventing a collision of ship | |
| KR101170094B1 (en) | System Controlling Collision Evision for Multiple Traffic Vessels | |
| KR20100037302A (en) | Collision avoidance device and method | |
| JP7107550B2 (en) | Avoidance judgment method for moving object, avoidance judgment device, and avoidance judgment program | |
| KR102482450B1 (en) | Apparatus and method for creating an optimal navigation route | |
| Li et al. | Research on intelligent avoidance method of shipwreck based on bigdata analysis | |
| WO2021089608A1 (en) | Adaptive cruise control | |
| KR20150139323A (en) | Method for preventing the ship collision using both satellite communications and ad-hoc communications | |
| JP5933350B2 (en) | Guidance device | |
| Yuan et al. | EMPMR berthing scheme: A novel event-triggered motion planning and motion replanning scheme for unmanned surface vessels | |
| KR20120047670A (en) | System controlling collision evision of vessel | |
| CN114464015B (en) | Data processing method, device, electronic equipment and storage medium | |
| WO2012126033A1 (en) | A system, method and computer program for assisting in the navigation of a vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150723 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160705 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |