KR101379636B1 - 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템 및 방법 - Google Patents

단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101379636B1
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손남선
김선영
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한국해양과학기술원
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Abstract

본 발명은 기존의 선박 자동 인식 시스템(AIS: Automatic Identification System)의 문제점을 해결하고 선박 충돌사고를 방지하기 위한 목적으로 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템 및 방법을 제공하고자 하는바, 본 발명은 해상에서 선박(자선)이 운항하면서 선박에 장착된 단안카메라를 이용하여 주변 선박(타선)의 영상 이미지를 획득하고 이를 분석하여 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로를 인식한다. 본 발명에 따르면, 단안카메라 영상을 이용하여 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로를 모두 인식할 수 있기 때문에 기존에 선박 자동 인식 시스템을 장착하지 못한 선박에서 타선을 인식하는 수단으로 사용할 수 있으며, 기존에 선박 자동 인식 시스템을 장착하고 있다고 하더라도 선박 자동 인식 시스템의 위치오류 및 전송오류가 발생했을 때 선박 자동 인식 시스템을 보조하는 수단으로 활용할 수도 있다. 따라서 본 발명은 해상에서 선박간 충돌사고를 미연에 방지할 수 있어 선박들의 운항 안전성 향상에 기여할 수 있다.

Description

단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템 및 방법{Automatic Identification System and Method for Ship by Using Image of Monocular Camera Vision}
본 발명은 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템 및 방법에 관한 것이다.
선박을 자동으로 인식하는 방법으로서 기존에 선박 자동 인식 시스템(AIS: Automatic Identification System)이 도입되어 활용되고 있으며, 이와 관련한 특허기술로는 1) 선박 자동 인식 시스템(특허출원 제10-2000-0067009호)(도 6), 2) 양방향 선박운항 무선인식 시스템(특허출원 제10-2007-0028105호)(도 7) 등이 게시된 바 있다.
하지만, 상술한 바와 같은 기존의 선박 자동 인식 시스템 및 관련 특허기술들은 모두 인공위성 항법 시스템(GPS: Global Positioning System)의 신호를 전송하는 특성상 인공위성 항법 시스템의 수신오류가 발생하는 경우 자신의 위치를 엉뚱한 위치로 송신하거나, 속도에 따른 전송주기가 있음에도 의도적으로 혹은 주기설정에 따라 정해진 전송주기에 따라 위치가 제대로 발신되고 있지 않은 문제점이 있다. 또한, 인공위성 항법 시스템은 300톤급 이상인 선박에 대해서만 장착의무가 있기 때문에 그 이하의 소형선박에서는 장착되어 있지 않아 항시 타선과의 충돌위험에 노출되어 있다.
물론, 초단파(VHF: Very High Frequency) 통신에 의해 상호 충돌사고의 위험이 있는 경우 교신에 의한 충돌방지 방법이 있으나, 해상의 당직근무 특성상 인적 오류에 의한 충돌위험이 상존하고 있으며, 실제로 전체 충돌사고의 90％ 이상이 인적 오류의 의하여 야기되고 있다. 또한, 최근 어선용 위치발신장치 도입을 위한 사업이 진행되고 있으나, 이는 해경에서 어선의 긴급구조 및 항적관리 등을 위한 것으로서 기존의 AIS와 같이 자선과 타선간의 위치교환을 통한 충돌을 방지하고자 하는 목적으로 활용되고 있지 않다.
선박 자동 인식 시스템(특허출원 제10-2000-0067009호). 양방향 선박운항 무선인식 시스템(특허출원 제10-2007-0028105호).
본 발명은 기존의 선박 자동 인식 시스템의 문제점을 해결하고 선박 충돌사고를 방지하기 위한 목적으로 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템 및 방법을 제공하고자 하는바, 본 발명은 해상에서 선박(자선)이 운항하면서 선박에 장착된 단안카메라를 이용하여 주변 선박(타선)의 영상 이미지를 획득하고 이를 분석하여 방향, 위치, 속도 및 침로를 인식함으로써 충돌위험이 발생하였을 때 이를 미연에 방지한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
단안카메라를 이용하여 자선 전방 주위의 타선 영상 이미지를 획득하는 타선 영상 입력부와, 자선의 위경도, 침로, 속도, 선수각 및 각속도와 같은 자선 운항정보를 획득하는 자선 운항정보 입력부로 구분되며, 상기 타선 영상 입력부 및 상기 자선 운항정보 입력부가 획득한 타선 영상 이미지 및 자선 운항정보를 계산부로 입력하는 입력부;
상기 입력부로부터 타선 영상 이미지 및 자선 운항정보를 입력받아, 타선 영상 이미지 처리를 통한 타선의 방향 산출, 타선의 방향 및 자선 운항정보를 바탕으로 한 타선의 위치 산출, 타선의 항적 분석을 통한 타선의 속도 및 침로 산출과 같은 일련의 작용을 하는 계산부 및;
상기 계산부가 산출한 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로 중 어느 하나 이상을 표시하는 표시부;
를 포함하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 단안카메라 영상을 이용하여 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로를 모두 인식할 수 있기 때문에 기존에 선박 자동 인식 시스템(AIS: Automatic Identification System)을 장착하지 못한 선박에서 타선을 인식하는 수단으로 사용할 수 있으며, 기존에 선박 자동 인식 시스템을 장착하고 있다고 하더라도 선박 자동 인식 시스템의 위치오류 및 전송오류가 발생했을 때 선박 자동 인식 시스템을 보조하는 수단으로 활용할 수도 있다. 따라서 본 발명은 해상에서 선박간 충돌사고를 미연에 방지할 수 있어 선박들의 운항안전성 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템의 개요.
도 2는 본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템의 구성 및 작동과정.
도 3은 본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템 중 표시부의 구현 예.
도 4는 본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템을 통한 타선의 인식과정.
도 5는 도 4에서 미소시간(△t) 사이에 자선과 타선의 상대적인 위치.
도 6은 선행기술문헌으로서, 선박 자동 인식 시스템(특허출원 제10-2000-0067009호).
도 7은 선행기술문헌으로서, 양방향 선박운항 무선인식 시스템(특허출원 제10-2007-0028105호).
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 이 경우, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
1. 본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템의 개요
도 1은 본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템의 개요를 보여준다.
본 발명에 따르면, 선박(자선)의 선교 근처에 단안카메라(Monocular Camera)를 장착하고, 실시간으로 자선 전방 주위의 영상을 취득하며, 이미지 처리기법을 통하여 단안카메라 영상 이미지상의 타선의 위치를 계산한다.
그러나, 이는 이미지상의 위치로서, 자선 기준의 상대적인 방위만 알 수 있을 뿐 위도, 경도와 같이 2차원 공간상의 위치를 알 수는 없다. 기존에는, 이를 보완하기 위해 2대의 스테레오 카메라로 동일 시각에 촬영한 영상의 2개의 방위를 이용, 삼각법을 이용하여 위치를 계산하였으나, 스테레오 카메라 사이의 거리가 좁을 경우 타선의 움직임이 불안정하면 타선의 위치를 정확하게 산출하는 것이 어려웠다.
본 발명에서는 이를 개선하기 위해, 1대의 단안카메라만 사용하고, 일정시각(t)에 촬영된 타선 영상 이미지와 함께 자선의 위치 등을 포함한 운항정보를 동기화하여 저장하고, 일정시간 이후, 즉 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에도 역시 추가로 촬영된 타선 영상 이미지와 함께 자선의 위치 등을 포함한 운항정보를 동기화하여 저장한다.
이와 같은 방법을 사용하면, 마치 이(二)안카메라를 사용하는 효과와 함께 카메라간 거리를 넓히는 효과가 있어, 타선의 위치를 보다 정확하게 식별할 수 있다. 또한, 일정시간 동안 지속적으로 단안카메라 영상에 의해 인식된 타선의 항적 계산을 통해, 타선의 이동방향과 속도도 함께 인식할 수 있다.
본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템에 의하면 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로를 모두 인식할 수 있기 때문에 기존에 선박 자동 인식 시스템(AIS: Automatic Identification System)을 장착하지 못한 선박에서 타선을 인식하는 수단으로 사용할 수 있으며, 기존에 선박 자동 인식 시스템을 장착하고 있다고 하더라도 선박 자동 인식 시스템의 위치오류 및 전송오류가 발생했을 때 선박 자동 인식 시스템을 보조하는 수단으로 활용할 수도 있다. 따라서 본 발명은 해상에서 선박간 충돌사고를 미연에 방지할 수 있어 선박들의 운항안전성 향상에 기여할 수 있다.
2. 본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박자동인식시스템의 구성 및 작동과정
도 2는 본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템의 구성 및 작동과정을 보여준다.
본 발명에 따른 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템은 다음과 같이 입력부(10), 계산부(20), 표시부(30)의 세 부분으로 나뉠 수 있으며, 필요 장비는 선박(자선)에 탑재형으로 설치된다.
2.1. 입력부
입력부(10)는, 보다 구체적으로는, 단안카메라를 이용하여 자선 전방 주위의 타선 영상 이미지를 획득하는 타선 영상 입력부(11)와, 자선의 위경도, 침로, 속도, 선수각 및 각속도와 같은 자선 운항정보를 획득하는 자선 운항정보 입력부(12)로 구분되며, 획득한 타선 영상 이미지 및 자선 운항정보를 계산부(20)로 입력한다.
타선 영상 입력부(11)와 관련하여, 단안카메라로는 폐쇄회로 텔레비전(CCTV: Closed-Circuit Television) 카메라, 전기광학(EO: Electro Optical) 카메라 및 적외선(IR: Infrared) 카메라 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있는바, 주간이나 시정이 좋은 경우에는 폐쇄회로 텔레비전 카메라 혹은 전기광학 카메라를 사용하여 영상을 획득(촬영)하고, 야간이나 시정이 좋지 않은 경우에는 적외선 카메라를 사용하여 영상을 획득(촬영)하는 것이 바람직하며, 이들은 모두 자선 전방 주위의 타선의 영상 이미지를 획득하기 위해 사용된다.
자선 운항정보 입력부(12)와 관련하여, 자선의 위경도, 침로(COG: Course Over Ground) 및 속도(SOG: Speed Over Ground)는 인공위성 항법 시스템(GPS: Global Positioning System)을 통하여 획득하고, 자선의 선수각 및 각속도는 자이로(Gyro) 또는 마그네틱 콤파스(Magnetic Compass)를 통하여 획득한다.
한편, 입력부(10)는, 타선이 여러 척인 경우에는, 서로 다른 둘 이상의 타선에 대하여 동시다발적으로 그 영상 이미지를 획득하고 이를 계산부(20)로 입력한다(도 1 참조).
2.2. 계산부
계산부(20)는 상기 입력부(10)로부터 타선 영상 이미지와 자선 운항정보를 입력받아, 타선 영상 이미지 처리를 통한 타선의 방향 산출, 타선의 방향 및 자선 운항정보를 바탕으로 한 타선의 위치 산출, 타선의 항적 분석을 통한 타선의 속도 및 침로 산출과 같은 일련의 작용을 한다.
계산부(20)는 정보의 저장 및 연산 등 처리가 가능한 컴퓨터 장치로 구성될 수 있으며, 상기 입력부(10)의 카메라 영상, 즉 타선 영상 이미지는 이더넷 혹은 아날로그 신호에 의하여 그 이미지 신호를 입력받는다.
2.3. 표시부
표시부(30)는, 일종의 모니터로서, 상기 계산부(20)가 산출한 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로를 표시하여, 선박(자선) 운항자가 이를 확인하여 해상에서 선박간 충돌사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다. 이 경우 보다 바람직하게는, 표시부(30)는 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로와 함께 상기 입력부(10)가 획득한 타선 영상 이미지를 중첩하여 표시한다. 도 3은 이처럼 표시부(30)가 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로와 함께 타선 영상 이미지를 중첩하여 표시한 예를 보여준다.
3. 단안카메라 영상을 이용한 타선의 인식 과정
이하, 본 발명에서 단안카메라 영상, 즉 타선 영상 이미지를 이용하여 타선을 인식하는 과정(보다 명확하게는, 계산부(20)의 작용과정)에 대하여 도 2 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다. 이 경우, 자선과 타선은 일정한 속도와 방향을 유지하면서 이동한다고 가정한다.
우선, 도 4에서 볼 때, 일정시각(t)에서 자선은 현재 위치(경도 및 위도 기준, P 0=(X 0,Y 0))에서 V의 속도로 Ψ의 방향으로 이동 중이며, 이 때 자선의 위치, 속도, 방향은 GPS 등을 포함하는 입력부(10)로부터 입력된 값으로 모두 알고 있는 값이다. 또한, 같은 시각에 타선은 위치(p 0=(x 0,y 0))에서 v의 속도로 ψ의 방향으로 이동 중이며, 이 때 타선의 위치, 속도, 방향은 알지 못하는 값으로 이제 단안카메라 영상으로부터 계산하여야 하는 값들이다. 일단 일정시각(t)에 입력된 단안카메라 영상에서 추출된 타선의 상대적 방향을 계산할 수 있으며, 이를 도 4의 [가]와 같이 θ0라고 한다.
그리고, 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에서 자선은 다음 위치(P 1=(X 1,Y 1))에서 V의 속도로 Ψ의 방향으로 이동 중이며, 이 때에도 자선의 위치, 속도, 방향은 GPS 등을 포함하는 입력부(10)로부터 입력된 값으로 모두 알고 있는 값이다. 또한, 같은 시각에 타선은 위치(p 1=(x 1,y 1))에서 v의 속도로 ψ의 방향으로 이동 중이다. 역시, 이 시각(t+△t)에 입력된 단안카메라 영상에서 추출된 타선의 상대적 방향을 계산할 수 있으며, 이를 도 4의 [나]와 같이 θ1라고 한다.
여기서, 미소시간(△t) 사이에 이미지상 타선의 위치 차이가 거의 없으므로, 이를 무시한다고 가정하면, 미소시간(△t) 사이에 자선과 타선의 상대적인 위치를 도 5와 같이 동일한 평면상에 도시할 수 있다. 이 경우 자선의 이동거리는 L 1=V·Δt 이다.
따라서, 이로부터 미소시간(△t)에 자선과 타선의 거리차가 일정하다고 가정하면, 다음 식 (1), (2), (3)과 같이, 자선과 타선의 거리(a)를 계산할 수 있다.
Figure 112012503770762-pat00001
그리고, 이로부터 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에서의 타선의 위치(경도 및 위도 기준, p 1=(x 1,y 1))를 다음 식 (4), (5)와 같이 계산할 수 있다.
Figure 112012503770762-pat00002
그리고, 이와 같은 방법으로 타선의 위치(p i =(x i ,y i ))를 모두 계산할 수 있다. 그리고 타선의 속도 및 침로는 그 위치기록, 즉 항적상의 위치정보를 이용하여, 다음 식 (6), (7)과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112012503770762-pat00003
결론적으로, 이상의 과정에 따르면, 각 시각별로 타선의 속도 및 침로를 알 수 있으며, 일정시간 동안 속도 및 침로가 일정하다면, 이들의 평균값을 취하여, 보다 정확한 침로와 방향을 인식할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 타선이 여러 척인 경우에도 상술한 바와 같은 계산 알고리즘을 사용하여, 단안카메라 영상 기반으로 모든 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로를 산출할 수 있다. 그리고 이처럼 산출된 각각의 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로 정보는 도 3에서 보는 바와 같이 단안카메라 영상 이미지와 중첩하여 표시부(30)(모니터)에 표시함으로써 선박간 충돌을 예방하는 데 활용할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 입력부
11 : 타선 영상 입력부
12 : 자선 운항정보 입력부
20 : 계산부
30 : 표시부

Claims (18)

  1. 단안카메라를 이용하여 자선 전방 주위의 타선 영상 이미지를 획득하는 타선 영상 입력부(11)와, 자선의 위경도, 침로, 속도, 선수각 및 각속도를 포함하는 자선 운항정보를 획득하는 자선 운항정보 입력부(12)로 구분되며, 상기 타선 영상 입력부(11) 및 상기 자선 운항정보 입력부(12)가 획득한 타선 영상 이미지 및 자선 운항정보를 계산부(20)로 입력하는 입력부(10);
    상기 입력부(10)로부터 타선 영상 이미지 및 자선 운항정보를 입력받아, 타선 영상 이미지 처리를 통한 타선의 방향 산출, 타선의 방향 및 자선 운항정보를 바탕으로 한 타선의 위치 산출, 타선의 항적 분석을 통한 타선의 속도 및 침로 산출을 포함하는 일련의 작용을 하는 계산부(20) 및;
    상기 계산부(20)가 산출한 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로 중 어느 하나 이상을 표시하는 표시부(30);
    를 포함하되,
    상기 계산부(20)는 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로를 산출함에 있어서,
    일정시각(t)에 상기 입력부(10)가 획득한 타선 영상 이미지와 함께 자선 운항정보를 동기화하여 저장하고, 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에 상기 입력부(10)가 획득한 타선 영상 이미지와 함께 자선 운항정보를 동기화하여 저장하며;
    일정시각(t)에서 자선은 현재 위치(경도 및 위도 기준, P 0=(X 0,Y 0))에서 V의 속도로 Ψ의 방향으로 이동 중이며, 같은 시각에 타선은 위치(p 0=(x 0,y 0))에서 v의 속도로 ψ의 방향으로 이동 중이라 할 때, 일정시각(t)에 입력된 상기 단안카메라 영상에서 추출된 타선의 상대적 방향을 계산하여 θ0라고 하고;
    미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에서 자선은 다음 위치(P 1=(X 1,Y 1))에서 V의 속도로 Ψ의 방향으로 이동 중이며, 같은 시각에 타선은 위치(p 1=(x 1,y 1))에서 v의 속도로 ψ의 방향으로 이동 중이라 할 때, 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에 입력된 상기 단안카메라 영상에서 추출된 타선의 상대적 방향을 계산하여 θ1라고 하며;
    미소시간(△t) 사이에 자선의 이동거리를 계산하여 L 1=V·Δt 라고 하며;
    이로부터 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에서의 자선과 타선의 거리(a)를 다음 식 (1), (2), (3)과 같이 계산하며;
    Figure 112014025389769-pat00017

    이로부터 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에서의 타선의 위치(경도 및 위도 기준, p 1=(x 1,y 1))를 다음 식 (4), (5)와 같이 계산하고, 이와 같은 방법으로 타선의 위치(pi =(xi ,yi ))를 모두 계산하며;
    Figure 112014025389769-pat00018

    타선의 속도 및 침로는 타선의 위치기록, 즉 항적상의 위치정보를 이용하여, 다음 식 (6), (7)과 같이 계산하는 것을 특징으로 하는;
    Figure 112014025389769-pat00019

    단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력부(10)는 서로 다른 둘 이상의 타선에 대하여 동시다발적으로 그 영상 이미지를 획득하고 이를 계산부(20)로 입력하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단안카메라로는 폐쇄회로 텔레비전 카메라, 전기광학 카메라 및 적외선 카메라 중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    주간이나 시정이 좋은 경우에는 폐쇄회로 텔레비전 카메라 혹은 전기광학 카메라를 사용하여 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    야간이나 시정이 좋지 않은 경우에는 적외선 카메라를 사용하여 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자선 운항정보 입력부(12)는 자선의 위경도, 침로 및 속도를 인공위성 항법 시스템을 통하여 획득하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자선 운항정보 입력부(12)는 자선의 선수각 및 각속도를 자이로 또는 마그네틱 콤파스 중 어느 하나 이상을 통하여 획득하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시부(30)는 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로 중 어느 하나 이상과 함께 상기 입력부(10)가 획득한 타선 영상 이미지를 중첩하여 표시하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 시스템.
  10. 입력부(10)가 단안카메라를 이용하여 자선 전방 주위의 타선 영상 이미지를 획득하고, 이와 동시에 자선의 위경도, 침로, 속도, 선수각 및 각속도를 포함하는 자선 운항정보를 획득하여, 이를 계산부(20)로 입력하는 단계;
    상기 계산부(20)가 상기 입력부(10)로부터 타선 영상 이미지 및 자선 운항정보를 입력받아, 타선 영상 이미지 처리를 통한 타선의 방향 산출, 타선의 방향 및 자선 운항정보를 바탕으로 한 타선의 위치 산출, 타선의 항적 분석을 통한 타선의 속도 및 침로 산출을 포함하는 일련의 작용을 하는 단계 및;
    표시부(30)가 상기 계산부(20)가 산출한 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로 중 어느 하나 이상을 표시하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 계산부(20)는 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로를 산출함에 있어서,
    일정시각(t)에 상기 입력부(10)가 획득한 타선 영상 이미지와 함께 자선 운항정보를 동기화하여 저장하고, 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에 상기 입력부(10)가 획득한 타선 영상 이미지와 함께 자선 운항정보를 동기화하여 저장하며;
    일정시각(t)에서 자선은 현재 위치(경도 및 위도 기준, P 0=(X 0,Y 0))에서 V의 속도로 Ψ의 방향으로 이동 중이며, 같은 시각에 타선은 위치(p 0=(x 0,y 0))에서 v의 속도로 ψ의 방향으로 이동 중이라 할 때, 일정시각(t)에 입력된 상기 단안카메라 영상에서 추출된 타선의 상대적 방향을 계산하여 θ0라고 하고;
    미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에서 자선은 다음 위치(P 1=(X 1,Y 1))에서 V의 속도로 Ψ의 방향으로 이동 중이며, 같은 시각에 타선은 위치(p 1=(x 1,y 1))에서 v의 속도로 ψ의 방향으로 이동 중이라 할 때, 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에 입력된 상기 단안카메라 영상에서 추출된 타선의 상대적 방향을 계산하여 θ1라고 하며;
    미소시간(△t) 사이에 자선의 이동거리를 계산하여 L 1=V·Δt 라고 하며;
    이로부터 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에서의 자선과 타선의 거리(a)를 다음 식 (1), (2), (3)과 같이 계산하며;
    Figure 112014025389769-pat00020

    이로부터 미소시간(△t)이 지난 다음 시각(t+△t)에서의 타선의 위치(경도 및 위도 기준, p 1=(x 1,y 1))를 다음 식 (4), (5)와 같이 계산하고, 이와 같은 방법으로 타선의 위치(pi =(xi ,yi ))를 모두 계산하며;
    Figure 112014025389769-pat00021

    타선의 속도 및 침로는 타선의 위치기록, 즉 항적상의 위치정보를 이용하여, 다음 식 (6), (7)과 같이 계산하는 것을 특징으로 하는;
    Figure 112014025389769-pat00022

    단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 입력부(10)는 서로 다른 둘 이상의 타선에 대하여 동시다발적으로 그 영상 이미지를 획득하고 이를 계산부(20)로 입력하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 단안카메라로는 폐쇄회로 텔레비전 카메라, 전기광학 카메라 및 적외선 카메라 중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    주간이나 시정이 좋은 경우에는 폐쇄회로 텔레비전 카메라 혹은 전기광학 카메라를 사용하여 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    야간이나 시정이 좋지 않은 경우에는 적외선 카메라를 사용하여 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 입력부(10)는 자선의 위경도, 침로 및 속도를 인공위성 항법 시스템을 통하여 획득하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 입력부(10)는 자선의 선수각 및 각속도를 자이로 또는 마그네틱 콤파스 중 어느 하나 이상을 통하여 획득하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 방법.
  17. 삭제
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 표시부(30)는 타선의 방향, 위치, 속도 및 침로 중 어느 하나 이상과 함께 상기 입력부(10)가 획득한 타선 영상 이미지를 중첩하여 표시하는 것을 특징으로 하는, 단안카메라 영상을 이용한 선박 자동 인식 방법.
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