KR101457171B1 - 선박 상황 인식 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박 상황 인식 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 선박에 배치되어 상기 선박 주변의 장애물 또는 물체를 촬영하는 적어도 하나의 카메라 모듈, 선박에 배치되어 선박의 기울기 정보를 제공하는 하나의 가속도 센서 모듈, 선박의 위치를 측정하는 적어도 하나의 GPS 모듈, 카메라 모듈에서 촬영된 영상으로부터 장애물 또는 물체의 외형 넓이가 점진적으로 커질 경우, 선박에 장애물 또는 물체가 접근하는 것으로 판단하여 알람 신호를 발생하거나, 가속도 센서 모듈로부터 수신된 선박의 기울기 정보로부터 설정된 기울기를 초과할 경우 알람 신호를 발생하는 통합처리장치 및 알람 신호에 상응하여 알람을 발생하는 알람 모듈을 포함하는 선박 상황 인식 시스템을 제공할 수 있다. 이에 따라, 선박의 충돌, 좌초, 전복 등의 사고를 예방할 수 있다.

Description

선박 상황 인식 시스템{CONTEXT AWARENESS SYSTEM FOR VESSEL}
본 발명은 선박 상황 인식 시스템에 관한 것으로, 특히 복수의 카메라로부터 촬영된 영상을 분석하여 선박으로 접근하는 장애물이 있을 경우 또는 복수의 가속도 센서로부터 입력되는 기울기 정보를 통해 선박의 위험 상태를 판단하고 알람을 발생시키는 선박 상황 인식 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 지상 관측 센터는 입출항시 선박의 입출항 신고서, 선박과 지상 관측 센터 사이의 교신이나 레이더에 의해 관측되는 위치 정보 등을 통해 선박을 상태 알 수 있다.
또한, 선박의 출항 이후에 선박 사이의 교신, 해도 등을 통해 현재 선박 상태를 확인하고 있다.
그러나, 선박 운행 중에 발생할 수 있는 충돌 또는 좌초, 전복, 침몰 등의 사고는 경험적인 방식으로 예방되고 있다. 예를 들면, 선박 사고의 감시는 주로 승선인이 수행하고 있는 상황으로, 졸음 운행이나 사각 지역에서 장애물의 접근, 불시의 파도에 대한 위험 인지가 늦어져 대형 사고로 이어질 수 있는 문제점이 상주한다.
또한, 선박 사고 이후에 사고 위치 파악이 즉시 이루어지지 못해 인명 손실이 발생하고, 사고 과실을 가리기 위하여 많은 노력과 시간이 투입되고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 카메라로부터 입력되는 영상 신호를 분석하여 선박으로 장애물 접근 유무 또는, 복수의 가속도 센서로부터 입력되는 각도 정보를 통해 선박의 기울기를 이용하여 선체 상황 위험지수에 따른 알람을 발생하여 선박 사고를 예방할 수 있는 선박 상황 인식 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따르면, 선박에 배치되어 상기 선박 주변의 장애물 또는 물체를 촬영하는 적어도 하나의 카메라 모듈; 상기 선박에 배치되어 상기 선박의 기울기 정보를 제공하는 하나의 가속도 센서 모듈; 상기 선박의 위치를 측정하는 적어도 하나의 GPS 모듈; 상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상으로부터 상기 장애물 또는 물체의 외형 넓이가 점진적으로 커질 경우 상기 선박에 상기 장애물 또는 물체가 접근하는 것으로 판단하여 알람 신호를 발생하거나, 상기 가속도 센서 모듈로부터 수신된 선박의 기울기 정보로부터 설정된 기울기를 초과할 경우 알람 신호를 발생하는 통합처리장치: 및 상기 알람 신호에 상응하여 알람을 발생하는 알람 모듈을 포함하는 선박 상황 인식 시스템을 제공할 수 있다.
상기 선박 상황 인식 시스템은 상기 알람 신호 발생시 상기 장애물 또는 물체의 접근에 의한 알람 신호 또는 상기 기울기 초과에 의한 알람 신호 정보 또는 상기 GPS 모듈로부터 측정되는 선박의 위치 정보 지상 관측 센터 또는 주변 선박에 전송하는 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 통합 처리 장치는 상기 카메라 모듈로부터 수신된 영상 신호에서 상기 장애물의 외형의 넓이 정보를 시간 및 상기 카메라 모듈 고유 번호와 매치한 정보, 또는 상기 장애물의 중심점 좌표를 시간 및 상기 카메라 모듈의 고유 번호와 매치한 정보 중 어느 하나의 장애물 정보를 생성하는 영상정보 분석부; 상기 가속도 센서 모듈로부터 수신된 기울기 정보를 임의의 수평면 좌표를 설정하고 상기 기울기 정보를 임의의 수평면 좌표에 매치하여 표준화된 기울기 정보를 생성하고 상기 가속도 센서모듈에서 측정한 시간 및 상기 가속도 센서모듈의 위치 정보와 매치한 정보를 생성하는 기울기 정보 분석부; 및 상기 장애물 정보를 시간순으로 분석하여 상기 장애물의 외형의 넓이가 점진적으로 커지거나, 상기 중심점 좌표가 시간에 따라 상기 선박 방향으로 접근하거나, 상기 기울기 정보가 설정된 값을 초과할 경우 상기 알람 신호를 발생하는 선체 상황 위험지수 판단부를 포함할 수 있다.
상기 선체 상황 위험지수 판단부는 상기 장애물의 중심점 좌표의 시간 정보와 동일 시간의 기울기 정보를 매치하여 표준화된 장애물 중심점 좌표로 전환하고 상기 표준화된 장애물 중심점 좌표를 분석하여 장애물 접근을 판단할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박 상황 인식 시스템은 복수의 카메라로부터 입력되는 영상 신호를 분석하여 근거리의 장애물 접근에 대한 알람을 발생시켜 해양 사고를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 선박 상황 인식 시스템은 복수의 가속도 센서로부터 입력되는 각도 정보를 통해 선체의 기울기를 계산하여 선체 상황 위험 지수에 따른 알람을 발생하여 선박 전복 사고 등을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 상황 인식 시스템을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 선박에 카메라 모듈 및 가속도 센서 모듈의 설치 위치의 일 예를 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 통합처리장치의 일 예를 도시한 블록도.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 상황 인식 시스템을 도시한 블록도이고, 도 2는 카메라 모듈 및 가속도 센서 모듈의 부착 위치를 예를 들어 표시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선박 상황 인식 시스템은 통합처리장치(100), 카메라 모듈(200), 가속도 센서모듈(300), GPS 모듈(300), 알람 모듈(500) 및 통신 모듈(600)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 카메라 모듈(200)은 유선 또는 무선 통신을 통해 통합처리장치(100)와 연결될 수 있다. 카메라 모듈(200)은 실시간으로 촬영되는 영상을 상기 통합처리장치(100)에 전송한다. 카메라 모듈(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 선박(10)의 외각을 따라 복수개가 설치될 수 있다.
이때, 카메라 모듈(200)은 선박(10)의 진행, 회전, 기울어질 경우에도 선박 주변의 상황을 모두 촬영할 수 있을 정도의 개수로 설치되는 것이 바람직하다.
가속도 센서모듈(300)은 도 2에 도시된 바와 같이, 선박(10)의 외각에 복수개가 설치될 수 있으며, 선박(10)의 내측에도 설치될 수 있다. 가속도 센서모듈(300)은 선박(10)의 기울기를 측정할 수 있다. 가속도 센서모듈(300)은 3축 가속도 센서가 사용될 수 있으며, 선박(10)의 각 위치별 기울기에 따른 변위량을 측정할 수도 있다.
가속도 센서모듈(300)에서 측정되는 값을 설정된 시간(예를 들면, 수초 내지 수분)마다 상기 통합처리장치(100)에 제공할 수 있다.
가속도 센서모듈(300)은 카메라 모듈(200)과 동일한 위치에 설치되며, 설치 위치가 매칭되도록 하여 추후 영상정보에 선박 기울기 정보가 반영되어 영상을 분석할 수 있도록 할 수 있다.
GPS 모듈(300)은 선박의 위치를 통합처리장치(100)에 전송한다.
통신 모듈(600)은 지상 관측 센터와 수시로 정해진 주파수를 이용하여 교신할 수 있으며, 위험 상황이 발생할 경우 통상적으로 사용하는 주파수 이외에 비상주파수를 통해 지상 관측 센터 또는 주변 선박에 위험 상태 정보와 위치 정보를 전송할 수 있다.
통합처리장치(100)는 상기 카메라 모듈(200) 또는 가속도 센서모듈(300)로부터 입력되는 영상정보 및 기울기 정보를 분석하여 선체 상황 위험 지수를 판단하고, 위험 상황 발생시 알람을 발생하도록 상기 알람 모듈(500)에 신호를 전송할 수 있다.
통합처리장치(100)는 위험 상황 발생시 통신 모듈(600)을 통해 지상 관측 센터 또는 주변 선박에 위험 상황 발생 신호를 전송할 수 있다. 이때, 통합처리장치(100)는 GPS 모듈(300)에서 측정되는 현재 선박의 좌표 정보를 매치하여 위험 상황 발생 신호를 전송할 수 있다.
상기 선체 상황 위험 지수는 안정상태, 위험상태, 전복상태 등으로 분류될 수 있으며, 각 상태별로 위험지수가 부여될 수 있다.
예를 들면, 통합처리장치(100)는 선체 상황 위험 지수가 안정상태에서 위험상태로 변화될 경우 알람을 발생시키고 장애물 접근, 선박 좌초 또는 전복 가능성 등에 따라 서로 다른 알람을 발생시킬 수 있다. 또한, 통합처리장치(100)는 선박 좌초 또는 전복이 발생된 것으로 판단될 경우 해당 위치를 지상 관측 센터 및 주변 선박에 전송할 수 있다.
통합처리장치(100)에 대한 설명은 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 통합처리장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3의 설명에서는 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소 및 도면부호를 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 통합처리장치(100)는 영상정보 분석부(110), 기울기 정보 분석부(120) 및 선체 상황 위험지수 분석부(130)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 영상정보 분석부(110)는 복수의 카메라 모듈(200)에서 입력되는 영상 신호를 분석하여 선박(10) 주변의 장애물 또는 물체의 접근 정보를 분석할 수 있다.
영상정보 분석부(110)는 입력되는 영상 신호를 이전 시간의 영상과 현재 시간의 영상을 비교하여 장애물의 외형 정보를 선체 상황 위험지수 분석부(130)에 제공할 수 있다.
또한, 영상정보 분석부(110)는 입력되는 영상 신호들의 장애물을 인식하여 기준 평면에 해당 장애물의 중심점 좌표 정보를 선체 상황 위험지수 분석부(130)에 제공할 수 있다.
영상정보 분석부(110)는 장애물의 외형 정보 또는 중심점 좌표 정보를 해당 카메라 고유 번호 및 시간 정보들과 매치하여 전송할 수 있다.
또한, 영상정보 분석부(110)는 각각의 카메라 모듈(200)에서 수신되는 영상정보들을 각 카메라의 설치 위치와 선박의 진행방향 및 선박의 선수 방향 등을 조합하여 선박의 정면, 후면, 좌현, 우현측 방향에서의 장애물 정보를 선체 위험지수 분석부(130)에 제공할 수 있다.
한편, 어느 하나의 카메라에서 촬영되는 영상에서 장애물이 영상에 나타났으나, 선박의 회전 또는 진행 등으로 인하여 해당 카메라에서 장애물이 나타나지 않는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 영상정보 분석부(110)는 장애물을 촬영한 카메라의 주변 카메라에서 촬영되는 영상을 이용하여 해당 장애물을 인식하고, 인식된 장애물의 크기 정보 또는 좌표 정보 선체 상황 위험 지수 분석부(130)에 제공할 수 있다.
기울기 정보 분석부(120)는 각각의 가속도 센서모듈(300)로부터 입력되는 기울기 정보를 가속도 센서모듈(300)에서 측정한 시간 정보 및 설치 위치 정보들과 매치하여 선체 상황 위험 지수 분석부(110)에 제공할 수 있다. 기울기 정보 분석부(120)는 임의의 수평면 좌표를 설정하고 각각의 가속도 센서모듈(300)에서 입력되는 기울기 정보를 임의의 수평면 좌표에 매치하여 표준화된 기울기 정보를 선체 상황 위험지수 분석부(130)로 전송할 수 있다.
선체 상황 위험지수 분석부(130)는 상기 영상정보 분석부(110) 및 기울기 정보 분석부를 통해 입력되는 정보들을 이용하여 선체 상황 위험지수를 분석하고, 설정된 값과 비교하여 알람을 발생할 수 있다.
예를 들면, 선체 상황 위험지수 분석부(130)는 영상정보 분석부(110)에서 입력되는 장애물의 외형 정보를 시간 순으로 분석하여 외형의 넓이가 이전시간에 비해 커질 경우 선박으로 장애물이 접근하고 있는 것으로 판단하여 알람을 발생할 수 있다.
이때, 선체 상황 위험지수 분석부(130)는 장애물의 외형 정보를 표준화하기 위하여 해당 정보가 입력된 시간에 선체의 기울기 정보를 반영하여 장애물의 넓이 등을 계산하고 계산된 값을 시간 순으로 분석하여 장애물 접근 유무를 판단할 수 있다.
또한, 선체 상황 위험지수 분석부(130)는 영상정보 분석부(110)에서 입력되는 장애물의 중심점 좌표들을 시간 순으로 배열하여 장애물의 접근 유무를 판단하고 알람신호를 발생할 수 있다. 예를 들면, 평면상에 기준이 되는 선박의 좌표를 표시하고, 좌표에 중심점 좌표가 시간에 따라 선박쪽으로 이동할 경우 장애물이 접근하는 것으로 판단하여 알람 신호를 발생할 수 있다.
여기서, 선체 상황 위험지수 분석부(130)는 선박의 좌표 설정 기준과 장애물 중심점 좌표를 표준화하기 위하여 기울기 정보 분석부(120)에서 입력되는 기울기 정보를 기준 좌표에 반영하여 장애물 중심점 좌표를 재설정하고 이를 이용하여 위험지수를 판단할 수 있다.
선체 상황 위험지수 분석부(130)는 영상정보 분석부(110) 및 기울기 정보 분석부(120)에서 입력되는 정보들, GPS 모듈에서 입력되는 위치 정보, 해도 등을 통해 선체 상황 위험 상태를 판단하여 알람 신호를 발생시킬 수 있다.
선체 상황 위험지수 분석부(130)는 장애물 외형의 넓이가 점진적으로 커지거나, 장애물의 중심점 좌표가 선박의 좌표 방향으로 점진적으로 이동할 경우, 예비 알람, 위험 알람 등의 다른 알람을 발생할 수 있다. 예를 들면, 장애물의 크기의 증가량이 설정된 비율 이하일 경우 예비 알람을 발생하고, 장애물의 크기가 설정된 비율 이상일 경우 위험 알람을 발생할 수 있다.
선체 상황 위험지수 분석부(130)는 GPS 모듈(300)에서 측정되는 선박의 위치와 해도를 적용하여 촬영된 영상이 부이, 부표, 암초 등의 고정 장애물에 접근하는 경우와 선박 등의 유동 장애물에 접근하는 경우를 각각 판단하여 선택적으로 알람을 발생할 수도 있다.
선체 상황 위험지수 분석부(130)는 기울기 정보 분석부(120)에서 입력되는 기울기 정보를 이용하여 기울기가 커질 경우 알람을 발생할 수 있다. 이때, 선체 상황 위험지수 분석부(130)는 각 시간별로 기울기의 증가량에 따라 위험도를 판단하여 위험도에 따른 알람을 할 수 있다.
선체 상황 위험지수 분석부(130)는 선체 상황 위험지수가 높을 경우 알람 발생 이외에 사고 수습을 위해 선체 상황 위험 정보와 선박의 위치 정보 등을 통신 모듈(600)을 통해 지상 관제 센터 또는 주변 선박으로 전송하도록 자동으로 통신 모듈(600)을 구동시킬 수 있다.
상기에서 설명한 선박 상황 인식 시스템은 카메라로부터 전송되는 실시간 영상을 실시간으로 분석하여 장애물 접근시 신속히 알람을 발생시켜 선박의 충돌 및 좌초를 예방할 수 있다.
또한, 가속도 센서를 이용하여 선박의 자세 정보를 수집하여 파도 또는 기타 다른 외부 요인으로 인하여 선박의 전후좌후 흔들림에 따른 알람을 발생시켜 선박의 전복 사고를 미연에 방지할 수 있다.
그리고 본 발명의 선박 상황 인식 시스템은 위험 상황이 감지될 경우 위험상황의 종류 정보 및 선박의 위치 정보를 지상 관측 센서 또는 주변 선박에 미리 알려 사고 발생 이후 인명 구조 및 선박 수습이 용이하도록 할 수 있다.
100: 통합처리장치
110: 영상정보 분석부
120: 기울기 정보 분석부
130: 선체 상황 위험지수 분석부
200: 카메라 모듈
300: 가속도 센서 모듈
400: GPS 모듈
500: 알람 모듈
600: 통신 모듈

Claims (4)

  1. 선박에 배치되어 상기 선박 주변의 장애물 또는 물체를 촬영하는 적어도 하나의 카메라 모듈;
    상기 선박에 배치되어 상기 선박의 기울기 정보를 제공하는 하나의 가속도 센서 모듈;
    상기 선박의 위치를 측정하는 적어도 하나의 GPS 모듈;
    상기 카메라 모듈에서 촬영된 영상으로부터 상기 장애물 또는 물체의 외형 넓이가 점진적으로 커질 경우 상기 선박에 상기 장애물 또는 물체가 접근하는 것으로 판단하여 알람 신호를 발생하거나, 상기 가속도 센서 모듈로부터 수신된 선박의 기울기 정보로부터 설정된 기울기를 초과할 경우 알람 신호를 발생하는 통합처리장치: 및
    상기 알람 신호에 상응하여 알람을 발생하는 알람 모듈을 포함하며,
    상기 통합 처리 장치는
    상기 카메라 모듈로부터 수신된 영상 신호에서 상기 장애물의 외형의 넓이 정보를 시간 및 상기 카메라 모듈 고유 번호와 매치한 정보, 또는 상기 장애물의 중심점 좌표를 시간 및 상기 카메라 모듈의 고유 번호와 매치한 정보 중 어느 하나의 장애물 정보를 생성하는 영상정보 분석부;
    상기 가속도 센서 모듈로부터 수신된 기울기 정보를 임의의 수평면 좌표를 설정하고 상기 기울기 정보를 임의의 수평면 좌표에 매치하여 표준화된 기울기 정보를 생성하고 상기 가속도 센서모듈에서 측정한 시간 및 상기 가속도 센서모듈의 위치 정보와 매치한 정보를 생성하는 기울기 정보 분석부; 및
    상기 장애물 정보를 시간순으로 분석하여 상기 장애물의 외형의 넓이가 점진적으로 커지거나, 상기 중심점 좌표가 시간에 따라 상기 선박 방향으로 접근하거나, 상기 기울기 정보가 설정된 값을 초과할 경우 상기 알람 신호를 발생하는 선체 상황 위험지수 판단부를 포함하되,
    상기 선체 상황 위험지수 판단부는
    상기 장애물의 중심점 좌표의 시간 정보와 동일 시간의 기울기 정보를 매치하여 표준화된 장애물 중심점 좌표로 전환하고 상기 표준화된 장애물 중심점 좌표를 분석하여 장애물 접근을 판단하는 것을 특징으로 하는 선박 상황 인식 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 알람 신호 발생시 상기 장애물 또는 물체의 접근에 의한 알람 신호 또는 상기 기울기 초과에 의한 알람 신호 정보 또는 상기 GPS 모듈로부터 측정되는 선박의 위치 정보를 지상 관측 센터 또는 주변 선박에 전송하는 통신 모듈을 더 포함하는 선박 상황 인식 시스템.


  3. 삭제
  4. 삭제
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