KR101554615B1 - Apparatus and method for estimating size of external force applied to ships and apparatus for generating ships route information - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선박에 미치는 외력크기의 추정방법 및 장치와 이를 이용한 선박 항로 관련 정보 생성장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선박에 미치는 외력크기의 추정방법은, 선박에 탑재된 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)로부터 상기 선박의 AIS 정보를 수신하는 단계와; 외부로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신하는 단계와; 상기 AIS 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정하는 단계를 포함하고, 상기 AIS 정보는, 상기 선박의 헤딩 정보 및 실침로(Course over ground, COG) 정보를 포함한다. 이에 의해 선박에 미치는 해류에 대한 정보를 고정밀, 고해상으로 생성할 수 있다. The present invention relates to a method and an apparatus for estimating an external force magnitude on a ship, and a ship route related information generating apparatus using the same. A method of estimating an external force magnitude on a ship according to the present invention includes the steps of: receiving AIS information of the ship from an Automatic Identification System (AIS) mounted on the ship; Receiving information on the direction of an external force from the outside; Estimating a magnitude of the external force based on the AIS information and the external force direction information, and the AIS information includes heading information of the vessel and course over ground (COG) information. As a result, information on the current flowing to the ship can be generated with high accuracy and high resolution.
Description
본 발명은 선박에 미치는 외력크기의 추정방법 및 장치와 이를 이용한 선박 항로 관련 정보 생성장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and an apparatus for estimating an external force magnitude on a ship, and a ship route related information generating apparatus using the same.
선박의 항로 중 선박에 미치는 외력은 크게 바람과 해류의 영향을 들 수 있으며, 태풍 등의 경우를 제외하고 바람은 해류에 비하여 아주 미비하고 해류의 영향이 외력으로써 크게 선박에 영향을 미치게 된다. 해류는 해류의 방향과 해류량(해류의 유동량 또는 해류의 크기)이 선박의 항로에 크게 영향을 미치게 되는데, 해류의 방향에 대한 정보는 위성이나 해도로부터 상대적으로 쉽게 획득할 수 있으나 해류량에 대한 정보는 쉽게 획득할 수 없다. 위성으로부터 해류 벡터 산출이 가능하지만 일정 기간에 대한 평균장으로 사용되고 있다.The external force applied to the ship during the course of the ship is largely influenced by the wind and current. Except for the typhoon, the wind is much less than the current, and the influence of the current affects the ship as external force. The direction of the currents and the amount of currents (the amount of currents or the size of the currents) greatly affect the course of the ship. Information about the direction of the currents can be obtained relatively easily from satellites or sea charts, Information can not be obtained easily. It is possible to calculate the current vector from satellites, but it is used as an average field for a certain period.
종래 해류량에 대한 정보를 획득하기 위하여는 선박 또는 부이에서 직접 초음파 도플러 유속계(acoustic Doppler current profiler) 등을 이용하여 해류의 유속을 측정하였으나, 이는 정확한 유속 측정이 어렵고 측정 하고자 하는 해류 상에 위치한 선박/부이에 직접 가야하는 불편함이 존재한다.In order to obtain information on the conventional amount of current, a flow rate of an ocean current was directly measured using an acoustic Doppler current profiler or the like directly from a ship or a buoy. However, since it is difficult to accurately measure a flow velocity, There is a discomfort to go directly to the department.
또는 해류량에 대한 정보를 획득하기 위하여 해류 관련 수치모델을 이용할 경우 넓은 범위를 한 포인트로 설정할 수 있고 단지 하루에 수 차례만 가능하여 고정밀, 고해상의 해류량 정보를 생산하기 어려운 문제점이 존재한다.Or a current-related numerical model is used to obtain information on the amount of current, it is possible to set a wide range to one point, and only a few times a day, which makes it difficult to produce highly accurate and high-resolution ocean current information.
따라서, 본 발명의 목적은 선박에 미치는 해류에 대한 정보를 고정밀, 고해상으로 생성할 수 있는 선박에 미치는 외력크기의 추정방법 및 장치와 이를 이용한 선박 항로 관련 정보 생성장치에 대한 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for estimating the magnitude of an external force applied to a ship capable of generating high-resolution and high-resolution information on the current flowing to the ship, and an apparatus for generating ship-related information using the apparatus.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 선박에 미치는 외력크기의 추정방법에 있어서, 선박에 탑재된 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)로부터 상기 선박의 AIS 정보를 수신하는 단계와; 인공위성으로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신하는 단계와; 상기 AIS 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정하는 단계를 포함하고, 상기 AIS 정보는, 상기 선박의 헤딩 정보 및 실침로(Course over ground, COG) 정보를 포함하는 것인 선박에 미치는 외력크기의 추정방법에 의하여 달성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of estimating an external force applied to a ship, the method comprising: receiving AIS information of the ship from an Automatic Identification System (AIS) mounted on the ship; Receiving information on the direction of an external force from the satellite; Estimating the magnitude of the external force based on the AIS information and the external force direction information, wherein the AIS information includes heading information of the vessel and course over ground (COG) information, The method of estimating the magnitude of the external force.
상기 선박의 헤딩정보는 상기 선박이 가고자 하는 방향정보를 포함하고, 상기 실침로 정보는 상기 선박이 실제로 가고 있는 방향정보 및 상기 선박의 스피드 정보를 포함한다.The heading information of the ship includes direction information of the ship, and the road route information includes direction information that the ship is actually going and speed information of the ship.
상기 외력 크기 추정 단계는, 상기 선박의 헤딩 정보와 상기 실침로 정보 각각의 방향정보로부터 편각(Drift angle)을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 계산된 편각을 상기 외력크기 추정에 이용할 수 있다.The step of estimating the external force magnitude may further include calculating a drift angle from the heading information of the ship and the direction information of each of the roadside information, and use the calculated declination angle for the external force magnitude estimation.
상기 외력 크기 추정 단계는, 상기 편각을 이용하여 상기 실침로의 방향정보와 상기 외력의 방향정보 사이의 교각을 계산하는 단계와, 상기 계산된 교각, 상기 선박의 스피드 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of estimating the external force includes a step of calculating a bridge angle between the direction information of the actual load path and the direction information of the external force using the angle of declination and a step of calculating a bridge angle based on the calculated bridge angle, And calculating the magnitude of the external force.
상기 외력 크기 추정 단계를 적어도 2회 반복 수행하여 오차를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of estimating the magnitude of the external force may be repeated at least twice to reduce the error.
또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 선박에 미치는 외력크기의 추정장치에 있어서, 선박에 탑재된 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)로부터 상기 선박의 AIS 정보를 수신하는 제1수신부와; 인공위성으로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신하는 제2수신부와; 상기 AIS 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정하는 외력크기 추정부를 포함하고, 상기 AIS 정보는, 상기 선박의 헤딩 정보 및 실침로(Course over ground, COG) 정보를 포함하는 것인 선박에 미치는 외력크기의 추정장치에 의하여 달성될 수 있다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an apparatus for estimating an external force applied to a ship, comprising: a first receiver for receiving AIS information of the ship from an Automatic Identification System (AIS) ; A second receiving unit for receiving information on the direction of an external force from the satellite; And an external force magnitude estimating unit for estimating the magnitude of the external force based on the AIS information and the external force direction information, wherein the AIS information includes heading information of the vessel and course over ground (COG) information Which can be achieved by an apparatus for estimating the magnitude of an external force applied to a ship.
상기 선박의 헤딩정보는 상기 선박이 가고자 하는 방향정보를 포함하고, 상기 실침로 정보는 상기 선박이 실제로 가고 있는 방향정보 및 상기 선박의 스피드 정보를 포함한다.The heading information of the ship includes direction information of the ship, and the road route information includes direction information that the ship is actually going and speed information of the ship.
상기 외력크기 추정부는, 상기 선박의 헤딩 정보와 상기 실침로 정보 각각의 방향정보로부터 편각(Drift angle)을 계산하고, 상기 계산된 편각을 상기 외력의 크기 추정에 이용할 수 있다.The external force magnitude estimating unit may calculate a drift angle from the heading information of the ship and the direction information of each of the roadside information, and use the calculated angle of deviation to estimate the magnitude of the external force.
상기 외력크기 추정부는, 상기 편각을 이용하여 상기 실침로의 방향정보와 상기 외력의 방향정보 사이의 교각을 계산하고, 상기 계산된 교각, 상기 선박의 스피드 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 계산할 수 있다.Wherein the external force magnitude estimating section calculates the bridge angle between the direction information of the actual load path and the direction information of the external force using the angle of inclination and calculates the external force based on the calculated bridge angle, Can be calculated.
상기 외력크기 추정부는, 상기 외력크기 추정을 적어도 2회 반복 수행하여 오차를 감소시킬 수 있다.The external force magnitude estimating unit may reduce the error by performing the external force magnitude estimation at least twice.
또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 선박에 미치는 외력크기에 기초한 선박 항로 관련 정보 생성장치에 있어서, 선박에 탑재된 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)로부터 상기 선박의 AIS 정보를 수신하는 제1수신부와; 인공위성으로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신하는 제2수신부와; 상기 AIS 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정하는 외력크기 추정부와; 상기 외력크기 추정부에 의하여 추정된 외력 크기에 기초하여 상기 선박의 항로 관련 정보를 생성하는 항로관련정보 생성부를 포함하고, 상기 AIS 정보는, 상기 선박의 헤딩 정보 및 실침로(Course over ground, COG) 정보를 포함하는 것인 선박에 미치는 외력크기에 기초한 선박 항로 관련 정보 생성장치에 의하여 달성될 수 있다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an apparatus for generating ship-related information based on the magnitude of an external force applied to a ship, the apparatus comprising: an automatic identification system A first receiving unit for receiving the first signal; A second receiving unit for receiving information on the direction of an external force from the satellite; An external force magnitude estimating unit for estimating a magnitude of the external force based on the AIS information and the external force direction information; Related information generating unit for generating the course related information of the ship on the basis of the external force magnitude estimated by the external force magnitude estimating unit, wherein the AIS information includes a heading information of the vessel and a course over ground ) Information on the ship, based on the magnitude of the external force applied to the ship.
상기 선박 항로 관련 정보는, 상기 측정되는 외력 크기에 기초하여 생성된 상기 선박의 최적 항로 정보 또는 파손 선박의 현재 위치정보를 포함한다.The ship route related information includes the optimal route information of the ship or the current position information of the damaged ship generated based on the measured external force magnitude.
상기 선박의 헤딩정보는 상기 선박이 가고자 하는 방향정보를 포함하고, 상기 실침로 정보는 상기 선박이 실제로 가고 있는 방향정보 및 상기 선박의 스피드 정보를 포함한다.The heading information of the ship includes direction information of the ship, and the road route information includes direction information that the ship is actually going and speed information of the ship.
상기 외력크기 추정부는, 상기 선박의 헤딩 정보와 상기 실침로 정보 각각의 방향정보로부터 편각(Drift angle)을 계산하고, 상기 계산된 편각을 상기 외력의 크기 추정에 이용할 수 있다.The external force magnitude estimating unit may calculate a drift angle from the heading information of the ship and the direction information of each of the roadside information, and use the calculated angle of deviation to estimate the magnitude of the external force.
상기 외력크기 추정부는, 상기 편각을 이용하여 상기 실침로의 방향정보와 상기 외력의 방향정보 사이의 교각을 계산하고, 상기 계산된 교각, 상기 선박의 스피드 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 계산할 수 있다.Wherein the external force magnitude estimating section calculates the bridge angle between the direction information of the actual load path and the direction information of the external force using the angle of inclination and calculates the external force based on the calculated bridge angle, Can be calculated.
상기 외력크기 추정부는, 상기 외력크기 추정을 적어도 2회 반복 수행하여 오차를 감소시킬 수 있다.The external force magnitude estimating unit may reduce the error by performing the external force magnitude estimation at least twice.
상기 생성된 상기 선박의 항로 관련 정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.And a display unit for displaying route related information of the ship.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 선박에 미치는 해류에 대한 정보를 고정밀, 고해상으로 생성할 수 있는 선박에 미치는 외력크기의 추정방법 및 장치와 이를 이용한 선박 항로 관련 정보 생성장치가 제공된다. As described above, according to the present invention, there is provided a method and apparatus for estimating the magnitude of an external force applied to a ship capable of generating high-resolution and high-resolution information on the current flowing to the ship, and an apparatus for generating ship-related information using the apparatus.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 미치는 외력크기의 추정방법의 플로우차트이고,
도 2는 도 1의 외력크기추정의 일 실시예를 도시하고,
도 3은 도 1의 방법을 수행할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 미치는 외력크기의 추정장치의 개념 블록도이고,
도 4는 도 1의 방법을 수행할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 미치는 선박에 미치는 외력크기에 기초한 선박 항로 관련 정보 생성장치의 개념 블록도이다. 1 is a flowchart of a method of estimating an external force magnitude on a ship according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 shows one embodiment of the external force magnitude estimation of Figure 1,
FIG. 3 is a conceptual block diagram of an apparatus for estimating an external force magnitude on a ship according to an embodiment of the present invention capable of performing the method of FIG. 1,
FIG. 4 is a conceptual block diagram of a ship navigation-related information generating apparatus based on external force magnitude applied to a ship according to an embodiment of the present invention capable of performing the method of FIG.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 미치는 외력크기의 추정방법의 플로우차트이다. 1 is a flowchart of a method of estimating an external force magnitude on a ship according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 미치는 외력크기의 추정방법은, 선박의 AIS 정보 수신단계와(S100); 외부로부터 외력의 방향 정보 수신단계와(S200); 상기 AIS 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정단계(S300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method for estimating an external force magnitude on a ship according to an embodiment of the present invention includes receiving a ship's AIS information (S100); Receiving direction information of an external force from outside (S200); And estimating the magnitude of the external force based on the AIS information and the external force direction information (S300).
우선, 본 발명의 선박에 미치는 외력크기의 추정방법에서, 외력은 선박에 미칠 수 있는 해류 또는 조류를 포함하고, 바람에 의한 영향은 무시하는 것으로 가정하며, 풍압면적이 큰 선박의 경우에도 풍속에 의한 영향이 거의 없다는 전제 하에서 수행한다. 따라서, 본 발명에 의한 외력크기 추정방법은, 풍압에 의한 영향이 거의 없는 한국으로 들어오는 유조선(tanker) 또는 벌크선(bulk carrier) 등에 적용하는 것이 유리할 수 있으나, 이에 본 발명이 한정되는 것이 아니다. 외력의 크기라 함은 해류 또는 조류의 유동량을 의미한다. First, in the method of estimating the magnitude of the external force exerted on the ship of the present invention, it is assumed that the external force includes a current or an algae that may be present on the ship and ignores the influence of the wind. In the case of a ship having a large wind- This is done under the assumption that there is little effect by Therefore, the method of estimating the external force magnitude according to the present invention may be advantageously applied to a tanker or a bulk carrier coming into Korea which is hardly influenced by wind pressure, but the present invention is not limited thereto. The magnitude of the external force means the flow rate of current or algae.
S100 단계에서, 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)로부터 선박의 AIS 정보를 수신한다. 선박자동식별장치는 선박의 위치, 실침로(Course over ground, COG) 정보, 헤딩정보, 속력 등 항해정보를 포함하는 AIS 정보를 실시간으로 제공할 수 있다. 상기 선박의 헤딩정보는 상기 선박이 가고자 하는 방향정보(즉, 선박의 기수의 방향)를 포함하고, 상기 실침로 정보(COG정보)는 상기 선박이 실제로 가고 있는 방향정보(즉, 선박의 실제 진행방향) 및 상기 선박의 스피드 정보를 포함한다.In step S100, the AIS information of the ship is received from the Automatic Identification System (AIS). The automatic ship identification system can provide AIS information including vessel position, course over ground (COG) information, heading information, speed, and navigation information in real time. The heading information of the ship includes direction information (i.e., the direction of the ship's head) that the ship wants to go to, and the route information (COG information) includes direction information that the ship actually goes Direction) and the speed information of the ship.
S200 단계에서, 외부로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신한다. 더욱 구체적으로, 인공위성, 수치해석 모델 또는 관측자료로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신할 수 있다. 여기에서 외력은 바람 및/또는 해류를 포함하나, 바람의 경우 실질적으로 해류에 비하여 선박에 미치는 영향이 미비하므로, 본 발명에서는 바람에 의한 영향은 무시하는 것으로 한다. 따라서, 인공위성, 수치해석모델, 또는 관측자료로부터 외력의 방향, 즉 해류의 방향에 대한 정보를 수신한다. 해류의 방향은 위성뿐만 아니라, 해도로부터도 획득할 수 있음은 물론이다.In step S200, information on the direction of the external force is received from the outside. More specifically, information on the direction of external force can be received from a satellite, a numerical analysis model, or observation data. Here, the external force includes wind and / or current, but since the influence of wind on the ship is substantially less than that of current, the influence of wind is neglected in the present invention. Thus, it receives information about the direction of external force, ie, the direction of the current, from satellites, numerical analysis models, or observations. Of course, the direction of the ocean current can be obtained not only from the satellite but also from the sea.
S300 단계에서, 상기 AIS 정보 및 상기 외력방향정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정한다(S300). S300단계에서의 외력크기추정은 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.In step S300, the size of the external force is estimated based on the AIS information and the external force direction information (S300). The external force magnitude estimation in step S300 will be described in more detail with reference to FIG.
도 2는 도 1의 S300 단계의 외력크기추정의 일 실시예를 도시하고 있다.FIG. 2 shows an embodiment of the external force magnitude estimation in step S300 of FIG.
도 2를 참조하면, TH는 상기 S100 단계에서 수신한 AIS 정보 내에 포함되어 있는 선박의 헤딩정보로서 벡터의 방향성분(실선, 점선)만을 정보로서 가지고 있다. COG는 상기 S100단계에서 수신한 AIS 정보 내에 포함되어 있는 선박의 실침로 정보로서 벡터의 방향성분과, 선박의 스피드 정보에 대응하는 벡터의 크기성분을 포함하고 있다(굵은 실선). 외력은 해류의 방향 및 크기를 나타내는 벡터로서 가정한다. Referring to FIG. 2, the TH has only direction components (solid line, dotted line) of the vector as heading information of the ship included in the AIS information received in step S100. COG includes the direction component of the vector and the magnitude component of the vector corresponding to the speed information of the ship as the real-path information of the ship contained in the AIS information received in step S100 (bold solid line). The external force is assumed to be a vector representing the direction and size of the current.
선박의 헤딩의 방향성분(TH)와 실침로 정보(COG) 사이는 실질적으로 차이가 발생하는데 이는 바로 외력에 의한 영향때문인 것으로서, 상기 차이는 편각(Drift angle, θ)이 된다. The difference between the direction component (TH) of the ship's heading and the roadside information (COG) is substantially caused by the influence of the external force, and the difference is the drift angle (?).
따라서, 우선 S300단계의 외력 크기 추정단계는, 상기 편각(θ)을 구하는 단계를 먼저 수행한다. 상기 구하여진 편각(θ)을 상기 외력크기의 추정에 이용할 수 있다. 여기에서 선박의 헤딩의 방향성분(TH)과 만약 해류의 방향성분이 직각을 이루게 되면, 해류의 크기를 구하는 것은 상대적으로 수월할 수 있다. 그러나, 상기 선박의 헤딩의 방향성분(TH)과 해류의 방향성분이 직각을 이루지 않을 경우에는 다음과 같이 해류의 크기를 구할 수 있다. Therefore, first, in step S300, the step of estimating the external force magnitude firstly obtains the declination angle?. The obtained angle of inclination [theta] can be used for the estimation of the external force magnitude. Here, if the direction component (TH) of the heading of the ship and the directional component of the current are perpendicular to each other, it is relatively easy to obtain the size of the current. However, when the direction component (TH) of the head of the ship and the direction component of the current flow do not form a right angle, the size of the current can be obtained as follows.
상기 편각(θ)을 이용하여 상기 실침로의 방향정보와 상기 외력의 방향정보 사이의 교각(θc)을 계산하는 단계를 포함한다. 상기 교각이 계산되면, 도 2에서 보는 바와 같이 벡터 계산에 필요한 각 성분들 사이의 각도를 모두 구할 수 있게 되며, 해류의 크기를 구할 수 있는데 요구되는 정보들이 모두 수집되게 된다. 이리 하여 상기 계산된 교각, 상기 선박의 스피드 정보, 상기 외력 방향 정보(해류의 방향성분)에 기초하여 해류의 벡터 중 크기 성분을 구하기 위하여 일반적으로 알려진 벡터 계산 알고리즘을 이용하여 상기 해류의 벡터의 크기 성분을 계산할 수 있다.And calculating an angle of intersection? C between the direction information of the seal passage and the direction information of the external force using the inclination angle?. As shown in FIG. 2, when the bridge is calculated, all the angles between the components required for the vector calculation can be obtained, and the required size of the current can be obtained. In order to obtain the magnitude component of the current vector based on the calculated bridge angle, the speed information of the ship, and the external direction information (direction component of the current flow), a vector calculation algorithm, which is generally known, The components can be calculated.
일반적으로 해류의 방향정보는 쉽게 변경되지 않으나, 상기 외력의 크기 추정 당시에 이용되었던 해류의 방향정보가 그 이후에 변경되었을 경우에는, 상기 S300단계에서 추정된 외력의 크기를 다른 선박에 적용하면 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차를 감소시키기 위하여 상기 S300단계를 반복할 수 있다.Generally, if the direction information of the current to be used at the time of estimating the magnitude of the external force is changed after that, the direction information of the current is not easily changed. If the magnitude of the external force estimated at the step S300 is applied to another ship, Lt; / RTI > In order to reduce the error, the step S300 may be repeated.
본 발명에 따른 선박에 미치는 외력크기의 추정방법의 경우, 종래 기술에 비하여 고밀도, 고해상도로 외력크기의 추정이 가능할 뿐만 아니라 아주 간편하기에 회수에 상관없이 외력크기 추정하고자 할 때마다 이용이 가능하여 아주 섬세한 외력크기의 추정이 가능한 이점을 가진다.In the case of the method of estimating the magnitude of the external force applied to the ship according to the present invention, it is possible to estimate the magnitude of the external force with high density and high resolution as compared with the prior art, and it is very convenient. It is possible to estimate a very fine external force magnitude.
이렇게 추정된 외력크기는 선박에 가장 경제적인/최적의 항로에 대한 정보를 생성하여 제공할 수 있다. 선박의 경우, 항로에 따라 에너지 소비가 크게 차이가 나는바, 에너지 소비가 가장 최소화될 수 있는 항로 정보를 선박에 제공할 수 있는 이점을 가진다. 또는 미처 예측되지 못한 크고 강력한 해류를 회피하여 선박의 안전을 최대화할 수 있는 최적의 항로정보를 생성하여 제공할 수 있다.The estimated external force magnitude can generate and provide information on the most economical / optimal route to the ship. In the case of ships, there is a great difference in energy consumption according to the route, which has the advantage of providing the ship with the route information that minimizes energy consumption. It is possible to generate and provide optimal route information that maximizes the safety of the ship by avoiding large and powerful currents that have not been predicted yet.
또한, 선박에 항로 정보의 제공은 다수 선박에 대한 항로 정보가 수집되어 다른 한편으로 해상 교통에 이용될 수 있다.In addition, the provision of the route information to the ship may be used to collect the route information for a plurality of ships and, on the other hand, to the maritime traffic.
또한, 선박이 재해/재난으로 인하여 난파되는 경우, 선박 그 자체 동력으로 움직일 수 없는 경우 결국 해류 방향 및 크기에 따라 선박이 표류할 수 밖에 없고, 이런 경우, 해류 방향 및 크기 추정 자료를 이용하여 표류하는 선박의 위치정보를 상대적으로 손쉽게 획득할 수 있는 이점을 가진다.If the vessel is wrecked due to a disaster / disaster, if the vessel can not move by its own power, the ship must drift according to the direction and size of the current. In this case, It is possible to relatively easily acquire the position information of the ship.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 미치는 외력크기의 추정장치의 개념 블록도이다.3 is a conceptual block diagram of an apparatus for estimating an external force magnitude on a ship according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 미치는 외력크기의 추정장치(100)은, 제1수신부(110), 제2수신부(120), 외력크기추정부(130)를 포함한다.3, an apparatus 100 for estimating an external force magnitude on a ship according to an embodiment of the present invention includes a first receiving unit 110, a second receiving unit 120, and an external force magnitude estimating unit 130 do.
제1수신부(110)는 선박에 탑재된 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)로부터 상기 선박의 AIS 정보를 수신하고, 상기 도 1의 S100단계를 수행할 수 있는 구성이다.The first receiving unit 110 receives the AIS information of the ship from an Automatic Identification System (AIS) mounted on the ship and is capable of performing step S100 of FIG.
제2수신부(120)는 외부로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신하고, 상기 도 1의 S200단계를 수행할 수 있는 구성이다.The second receiving unit 120 receives the information on the direction of the external force from the outside and is configured to perform step S200 of FIG.
외력크기추정부(130)는 상기 AIS 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정하고, 상기 도 1의 S300단계를 수행할 수 있는 구성이다.The external force magnitude estimating unit 130 estimates the magnitude of the external force based on the AIS information and the external force direction information, and is configured to perform step S300 of FIG.
상기 각 단계에 관련된 설명은 도 1 및 도 2를 참조하고, 여기에서 동일한 설명은 생략하기로 한다.1 and 2, and the same description will be omitted here.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 미치는 선박에 미치는 외력크기에 기초한 선박 항로 관련 정보 생성장치의 개념 블록도이다.FIG. 4 is a conceptual block diagram of a ship navigation-related information generation apparatus based on external force magnitude applied to a ship according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 미치는 외력크기에 기초한 선박 항로 관련 정보 생성장치(200)은, 제1수신부(210), 제2수신부(220), 외력크기추정부(230), 항로관련정보 생성부(240) 및 디스플레이부(250)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the ship navigation related information generating apparatus 200 based on the magnitude of external force applied to a ship according to an embodiment of the present invention includes a first receiving unit 210, a second receiving unit 220, Related information generating unit 240, and a display unit 250. The display unit 250 displays the route related information.
제1수신부(210), 제2수신부(220), 및 외력크기 추정부(230)는 도 3의 동일 명칭 요수에 대응하는 것으로서, 그 기능 역시 동일하므로, 여기에서 동일한 설명은 생략하기로 한다.The first receiving unit 210, the second receiving unit 220, and the external-strength estimating unit 230 correspond to the same nominal number in FIG. 3, and their functions are also the same.
항로관련정보 생성부(240)의 경우, 상기 외력크기 추정부(230)에서 추정된 외력 크기에 기초하여 선박의 최적 항로 정보를 생성한다. 즉, 선박의 최소 에너지 소비가 가능한 가장 경제적인 항로 정보 또는 미처 예측되지 못한 크고 강력한 해류를 회피하여 선박의 안전을 최대화할 수 있는 최대한 안전한 선박의 항로정보를 생성할 수 있다. 또는, 선박이 재해/재난으로 인하여 난파되는 경우에 이용될 수 있는, 해류 방향 및 크기 추정 자료를 이용하여 표류하는 선박의 위치정보를 생성할 수 있다.In the case of the route related information generating unit 240, the optimal route information of the ship is generated based on the external force magnitude estimated by the external force magnitude estimating unit 230. That is, it is possible to generate the route information of the ship as safe as possible to maximize the safety of the ship, by avoiding the most economical route information or the large and strong current which is not predicted to be the minimum energy consumption of the ship. Alternatively, location information of the drifting vessel can be generated using the current direction and size estimation data that can be used when the ship is wrecked due to a disaster / disaster.
이렇게 생성된 항로관련정보는 디스플레이부(250)에 의하여 디스플레이될 수 있다. 각 선박의 항로관련정보가 개별적으로 디스플레이되거나, 또는 다수 선박 각각에 대하여 생성된 다수의 항로관련정보를 수집하면 해상 교통 자료로서 이용될 수 있으며, 이러한 다수의 선박에 대한 다수 항로관련정보가 함께 디스플레이부(250)에서 표시될 수 있다.The route related information thus generated can be displayed by the display unit 250. Related information of each ship may be individually displayed or a plurality of route related information generated for each of a plurality of vessels may be collected and used as maritime traffic data, (250). ≪ / RTI >
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.Although several embodiments of the present invention have been shown and described, those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made without departing from the principles and spirit of the invention . The scope of the invention will be determined by the appended claims and their equivalents.
100: 외력크기 추정장치
200: 선박 항로관련정보 생성장치
110, 210: 제1수신부
120, 220: 제2수신부
130, 230: 외력크기 추정부
240: 항로관련정보 생성부
250: 디스플레이부100: external force estimation device
200: Ship route-related information generating device
110, < / RTI > 210:
120, 220: a second receiver
130, 230: External force magnitude estimation unit
240: Route related information generating unit
250:
Claims (17)
선박에 탑재된 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)로부터 상기 선박의 AIS 정보를 수신하는 단계와;
인공위성으로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신하는 단계와;
상기 AIS 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정하는 단계를 포함하고,
상기 AIS 정보는, 상기 선박의 헤딩 정보 및 실침로(Course over ground, COG) 정보를 포함하고,
상기 선박의 헤딩정보는 상기 선박이 가고자 하는 방향정보를 포함하고,
상기 실침로 정보는 상기 선박이 실제로 가고 있는 방향정보 및 상기 선박의 스피드 정보를 포함하고,
상기 외력 크기 추정 단계는,
상기 선박의 헤딩 정보와 상기 실침로 정보 각각의 방향정보로부터 편각(Drift angle)을 계산하는 단계를 더 포함하고,
상기 계산된 편각을 상기 외력크기 추정에 이용하는 것인 선박에 미치는 외력크기의 추정방법.A method for estimating an external force magnitude on a ship,
Receiving AIS information of the ship from an Automatic Identification System (AIS) mounted on the ship;
Receiving information on the direction of an external force from the satellite;
Estimating a magnitude of the external force based on the AIS information and the external force direction information,
The AIS information includes heading information of a ship and course over ground (COG) information,
The heading information of the ship includes direction information of the ship,
The roadside information includes direction information that the ship actually goes and speed information of the ship,
The step of estimating the external force magnitude includes:
Further comprising calculating a drift angle from the heading information of the ship and the direction information of each of the roadside information,
And using the calculated angle of deviation to estimate the external force magnitude.
상기 외력 크기 추정 단계는,
상기 편각을 이용하여 상기 실침로의 방향정보와 상기 외력의 방향정보 사이의 교각을 계산하는 단계와,
상기 계산된 교각, 상기 선박의 스피드 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 계산하는 단계를 포함하는 것인 선박에 미치는 외력크기의 추정방법.The method according to claim 1,
The step of estimating the external force magnitude includes:
Calculating a bridge angle between the direction information of the fillet path and the direction information of the external force using the angle of inclination;
And calculating the magnitude of the external force based on the calculated bridge angle, the speed information of the ship, and the external force direction information.
상기 외력 크기 추정 단계를 적어도 2회 반복 수행하여 오차를 감소시키는 단계를 더 포함하는 것인 선박에 미치는 외력크기의 추정방법.5. The method of claim 4,
Further comprising the step of estimating the magnitude of the external force by repeating the step of estimating the magnitude of the external force at least twice to reduce the error.
선박에 탑재된 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)로부터 상기 선박의 AIS 정보를 수신하는 제1수신부와;
인공위성으로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신하는 제2수신부와;
상기 AIS 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정하는 외력크기 추정부를 포함하고,
상기 AIS 정보는, 상기 선박의 헤딩 정보 및 실침로(Course over ground, COG) 정보를 포함하고,
상기 선박의 헤딩정보는 상기 선박이 가고자 하는 방향정보를 포함하고,
상기 실침로 정보는 상기 선박이 실제로 가고 있는 방향정보 및 상기 선박의 스피드 정보를 포함하고,
상기 외력크기 추정부는,
상기 선박의 헤딩 정보와 상기 실침로 정보 각각의 방향정보로부터 편각(Drift angle)을 계산하고,
상기 계산된 편각을 상기 외력의 크기 추정에 이용하는 것인 선박에 미치는 외력크기의 추정장치.An apparatus for estimating an external force magnitude on a ship,
A first receiver for receiving AIS information of the ship from an Automatic Identification System (AIS) mounted on the ship;
A second receiving unit for receiving information on the direction of an external force from the satellite;
And an external force magnitude estimation unit for estimating the magnitude of the external force based on the AIS information and the external force direction information,
The AIS information includes heading information of a ship and course over ground (COG) information,
The heading information of the ship includes direction information of the ship,
The roadside information includes direction information that the ship actually goes and speed information of the ship,
The external-
Calculates a drift angle from the heading information of the ship and the direction information of each of the roadside information,
And using the calculated angle of deviation to estimate the magnitude of the external force.
상기 외력크기 추정부는,
상기 편각을 이용하여 상기 실침로의 방향정보와 상기 외력의 방향정보 사이의 교각을 계산하고,
상기 계산된 교각, 상기 선박의 스피드 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 계산하는 것인 선박에 미치는 외력크기의 추정장치.The method according to claim 6,
The external-
Calculating a piering angle between the direction information of the fillet path and the direction information of the external force using the inclination angle,
And calculating the magnitude of the external force based on the calculated bridge angle, the speed information of the ship, and the external force direction information.
상기 외력크기 추정부는,
상기 외력크기 추정을 적어도 2회 반복 수행하여 오차를 감소시키는 것인 선박에 미치는 외력크기의 추정장치.10. The method of claim 9,
The external-
Wherein the external force magnitude estimation is repeated at least twice to reduce the error.
선박에 탑재된 선박자동식별장치(Automatic Identification System, AIS)로부터 상기 선박의 AIS 정보를 수신하는 제1수신부와;
인공위성으로부터 외력의 방향에 대한 정보를 수신하는 제2수신부와;
상기 AIS 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 추정하는 외력크기 추정부와;
상기 외력크기 추정부에 의하여 추정된 외력 크기에 기초하여 상기 선박의 항로 관련 정보를 생성하는 항로관련정보 생성부를 포함하고,
상기 AIS 정보는, 상기 선박의 헤딩 정보 및 실침로(Course over ground, COG) 정보를 포함하고,
상기 선박 항로 관련 정보는,
상기 추정되는 외력 크기에 기초하여 생성된 상기 선박의 최적 항로 정보 또는 파손 선박의 현재 위치정보를 포함하고,
상기 선박의 헤딩정보는 상기 선박이 가고자 하는 방향정보를 포함하고,
상기 실침로 정보는 상기 선박이 실제로 가고 있는 방향정보 및 상기 선박의 스피드 정보를 포함하고,
상기 외력크기 추정부는,
상기 선박의 헤딩 정보와 상기 실침로 정보 각각의 방향정보로부터 편각(Drift angle)을 계산하고,
상기 계산된 편각을 상기 외력의 크기 추정에 이용하는 것인 선박에 미치는 외력크기에 기초한 선박 항로 관련 정보 생성장치.1. A ship route related information generation device based on an external force magnitude applied to a ship,
A first receiver for receiving AIS information of the ship from an Automatic Identification System (AIS) mounted on the ship;
A second receiving unit for receiving information on the direction of an external force from the satellite;
An external force magnitude estimating unit for estimating a magnitude of the external force based on the AIS information and the external force direction information;
Related information generating unit for generating route related information of the ship based on an external force magnitude estimated by the external force magnitude estimating unit,
The AIS information includes heading information of a ship and course over ground (COG) information,
The ship route related information may include,
An optimal route information of the ship generated based on the estimated external force magnitude or current position information of the damaged ship,
The heading information of the ship includes direction information of the ship,
The roadside information includes direction information that the ship actually goes and speed information of the ship,
The external-
Calculates a drift angle from the heading information of the ship and the direction information of each of the roadside information,
And using the calculated angle of deviation to estimate the magnitude of the external force.
상기 외력크기 추정부는,
상기 편각을 이용하여 상기 실침로의 방향정보와 상기 외력의 방향정보 사이의 교각을 계산하고,
상기 계산된 교각, 상기 선박의 스피드 정보 및 상기 외력 방향 정보에 기초하여 상기 외력의 크기를 계산하는 것인 선박에 미치는 외력크기에 기초한 선박 항로 관련 정보 생성장치.12. The method of claim 11,
The external-
Calculating a piering angle between the direction information of the fillet path and the direction information of the external force using the inclination angle,
And calculating the magnitude of the external force based on the calculated bridge angle, the speed information of the ship, and the external force direction information.
상기 외력크기 추정부는,
상기 외력크기 추정을 적어도 2회 반복 수행하여 오차를 감소시키는 것인 선박에 미치는 외력크기에 기초한 선박 항로 관련 정보 생성장치.16. The method of claim 15,
The external-
Wherein the external force magnitude estimation is repeated at least twice to reduce the error.
상기 생성된 상기 선박의 항로 관련 정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것인 선박에 미치는 외력크기에 기초한 선박 항로 관련 정보 생성장치.
17. The method of claim 16,
Further comprising a display unit for displaying the route related information of the ship generated by the ship, based on the magnitude of the external force applied to the ship.
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Non-Patent Citations (2)
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| 김광일 외 2인, ‘해상교통 빅데이터에 의한 선박에 작용하는 외력영향 평가에 관한 연구’, 한국지능시스템학회 Vol.23 No.5, 2013.10, pp.379-384* |
| 정창현, ‘선박의 운항성능 평가에 관한 연구’, 한국해양대학교 대학원 논문, 2008.08 |
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