KR101658133B1 - System for calculating collision risk of vessel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박의 충돌위험도 산출 시스템에 관한 것으로, 표적 간(선박들 간, 선박과 물표 간) 간의 충돌위험도를 산출함에 있어, 표적 간의 거리를 기반으로 DCPA, TCPA, VCD, 선박의 종류, 주변환경 등을 선별적으로 고려하여 충돌 위험도를 산출함으로써, 충돌위험도의 정확성 향상은 물론 연산오버헤드를 감소시킬 수 있는 선박의 충돌위험도 산출 시스템을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 선박 및 물표와 같은 표적에 대한 표적 데이터와 환경 데이터를 수신하는 데이터 수신부, 각 표적에 대해 상기 데이터 수신부가 수신한 표적 데이터와 환경 데이터를 를 이용하여 퍼지 연산을 기반으로 제1 내지 제3 충돌위험도를 각각 산출하는 제1 내지 제3 충돌위험도 계산부, 각 표적들 간의 충돌위험도 산출 연산에 대해, 상기 제1 내지 제3 충돌위험도 계산부의 우선순위에 따라 설정된 파라미터에 근거하여 대응하는 수의 충돌위험도 산출 연산을 상기 제1 내지 제3 충돌위험도 계산부로 각각 할당하는 제어부; 및 상기 제1 내지 상기 제 3 충돌위험도를 비퍼지화하여 최종 충돌위험도를 산출하는 충돌위험도 산출부를 포함한다.The present invention relates to a system for calculating a collision risk of a ship, and in calculating the risk of collision between a target (between ships and between ships), DCPA, TCPA, VCD, Environment, and the like to calculate collision risk, thereby providing a system for calculating the collision risk of a ship capable of reducing the calculation overhead as well as improving the accuracy of the collision risk.
To this end, the present invention provides a data processing system including a data receiving unit for receiving target data and environmental data for a target such as a ship and a target table, a target data generating unit for generating target data based on fuzzy operations, First to third collision risk calculators for calculating a collision risk for each of the plurality of targets based on the parameters set according to the priorities of the first to third collision risk calculators, A controller for assigning a corresponding number of collision risk calculation operations to the first to third collision risk calculators, respectively; And a collision risk calculator for calculating a final collision risk by defuzzifying the first to third collision risks.

Description

선박의 충돌위험도 산출 시스템{SYSTEM FOR CALCULATING COLLISION RISK OF VESSEL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a system for calculating a collision risk of a ship,

본 발명은 선박의 충돌위험도 산출 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운항중인 선박들 간(間)은 물론 운항중인 선박과 해상에 고정되어 있는 물체(물표 등) 간의 충돌위험도를 산출함에 있어서, 충돌위험도의 정확성을 향상시키고, 아울러 연산오버헤드를 감소시키기 위한 선박의 충돌위험도 산출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a collision risk calculation system for a ship, and more particularly, to a collision risk calculation system for calculating collision risk of a ship by calculating collision risk between a ship in operation and an object To a system for calculating the collision risk of a ship in order to improve the accuracy of the risk and reduce the calculation overhead.

본 발명에서 선박 및 물체(물표)를 통칭하는 용어로서 '표적'을 사용한다.
In the present invention, the term " target " is used as a generic term for a ship and an object (a target table).

해상교통관제시스템(VTS : Vessel Traffic Service)은 선박의 안전한 항해를 위하여, AIS(Automatic Identification System) 및 레이더를 비롯한 다양한 센서를 이용하여 선박의 위치와 속도 및 상태정보를 수집하고, 이로부터 선박들 간의 충돌 예방, 선박과 물표 간의 충돌 예방, 선박의 항적 감시 및 안전한 항로로의 유도 등의 다양한 서비스를 제공하고 있다.The Vessel Traffic Service (VTS) collects position, speed and status information of a ship using various sensors including AIS (Automatic Identification System) and radar for safe navigation of the ship, Prevention of collision between vessels, prevention of collision between ships and schedules, monitoring of ship's wake and guidance to safe route.

선박의 충돌위험도는 VTS가 제공하여야 하는 중요한 서비스 중의 하나로서, VTS 센터의 관제사가 선박 간 또는 선박과 물표 간에 발생할 수 있는 충돌을 미리 파악할 수 있게끔 하여, 사전에 이를 선박들에게 알려주어 충돌을 회피하는데 이용된다.The risk of collision of a ship is one of the important services that VTS should provide. It allows the controller of the VTS center to grasp the possible collision between vessels or between vessels and the vessels, .

이러한 선박의 충돌위험도를 산출하는 종래의 기술로서, "지능형 자율 운항 제어 기술을 위한 자료융합 시스템(김은경, 경상대학교대학원 석사학위논문, 2002. 2.)"은, 퍼지 제어(Fuzzy control)를 기반으로 DCPA(Distance of Closest Point Approach), TCPA(Time at Closest Point Approach), VCD(Variation of a Compass Degree)을 이용하여 충돌위험도를 산출하는 기술에 대해 개시되어 있다.As a conventional technology for calculating the risk of collision of such ships, "Data convergence system for intelligent autonomous navigation control technology (Kim Eun-kyung, Master's thesis of Gyeongsang National University graduate school, 2002. 2.)" is based on fuzzy control Discloses a technique for calculating a collision risk using Distance of Closest Point Approach (DCPA), Time at Closest Point Approach (TCPA), and Variation of a Compass Degree (VCD).

여기서, DCPA는 현재 상황을 그대로 유지하면서 상대방 선박이 가장 가까이 지나갈 때 그 선박까지의 거리(최근접거리)를 나타내며, TCPA는 현 시점에서부터 가장 가까운 거리를 지날 때까지 걸리는 시간(최근접시간)을 나타내고, VCD는 자선과 타선 사이에 생기는 베어링(bearing) 각에 대한 변화량(콤파스 각의 차이)을 의미한다.Here, DCPA represents the distance (nearest distance) to the ship when the ship closest to the ship is maintained while maintaining the current situation, and TCPA represents the time taken to reach the nearest distance from the present point , And VCD denotes the amount of change (difference in compass angle) with respect to the bearing angle occurring between the charity line and the other line.

즉, 종래의 기술은 선박의 종류와 주변환경에 따라 조종성능이 다르고, 이러한 조종성능이 충돌위험도에 미치는 영향이 있음에도 이를 간과한 채, 선박의 속도 벡터와 위치만을 고려하여 선박 간 또는 선박과 물표 간의 충돌위험도를 산출하기 때문에, 산출된 충돌위험도의 정확성이 낮은 것은 물론 연산오버헤드를 유발하는 문제점이 있었다.
In other words, the conventional technique is different in the steering performance depending on the type of the ship and the surrounding environment, and the influence of the steering performance on the risk of collision is neglected, There is a problem that not only the accuracy of the calculated collision risk is low but also the calculation overhead is caused.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 표적 간(선박들 간, 선박과 물표 간)의 충돌위험도를 산출함에 있어, DCPA, TCPA, VCD는 물론 선박의 조종성능에 영향을 미치는 구조적 요인(선박의 종류)과 환경적 요인(주변환경)을 모두 고려하여 충돌위험도를 산출함으로써, 충돌위험도의 정확성을 향상시킬 수 있는 선박의 충돌위험도 산출 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention relates to a method of estimating collision risk of a target (between ships, between a ship and a ship) by calculating DCPA, TCPA, VCD, The object of the present invention is to provide a collision risk calculation system for a ship capable of improving the accuracy of collision risk by calculating the collision risk by considering both structural factors (type of ship) and environmental factors (surrounding environment).

또한, 본 발명은 표적 간(선박들 간, 선박과 물표 간) 간의 충돌위험도를 산출함에 있어, 표적 간의 거리를 기반으로 DCPA, TCPA, VCD, 선박의 종류, 주변환경 등을 선별적으로 고려하여 충돌 위험도를 산출함으로써, 충돌위험도의 정확성 향상은 물론 연산오버헤드를 감소시킬 수 있는 선박의 충돌위험도 산출 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.Also, in calculating the risk of collision between targets (between ships and between ships), DCPA, TCPA, VCD, type of ship, and surrounding environment are selectively considered based on the distance between the targets Another object of the present invention is to provide a collision risk calculation system for a ship capable of reducing the calculation overhead as well as improving the accuracy of the collision risk by calculating the collision risk.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 선박 및 물표와 같은 표적에 대한 표적 데이터와 환경 데이터를 수신하는 데이터 수신부, 각 표적에 대해 상기 데이터 수신부가 수신한 표적 데이터와 환경 데이터를 이용하여 퍼지 연산을 기반으로 제1 내지 제3 충돌위험도를 각각 산출하는 제1 내지 제3 충돌위험도 계산부, 각 표적들 간의 충돌위험도 산출 연산에 대해, 상기 제1 내지 제3 충돌위험도 계산부의 우선순위에 따라 설정된 파라미터에 근거하여 대응하는 수의 충돌위험도 산출 연산을 상기 제1 내지 제3 충돌위험도 계산부로 각각 할당하는 제어부, 및 상기 제1 내지 상기 제 3 충돌위험도를 비퍼지화하여 최종 충돌위험도를 산출하는 충돌위험도 산출부를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus comprising: a data receiving unit for receiving target data and environment data for a target such as a ship and a target table; A first to a third collision risk calculator for respectively calculating first to third collision risk based on the calculation of the first to third collision risk, calculating a collision risk for each target based on the priority of the first to third collision risk calculators A controller for assigning a corresponding number of collision risk calculation operations to the first to third collision risk calculators, respectively, based on the set parameters, and a controller for defuzzifying the first to third collision risks to calculate a final collision risk And a collision risk calculation section.

상기와 같은 본 발명은, 표적 간(선박들 간, 선박과 물표 간)의 충돌위험도를 산출함에 있어, DCPA, TCPA, VCD는 물론 선박의 조종성능에 영향을 미치는 구조적 요인(선박의 종류)과 환경적 요인(주변환경)을 모두 고려하여 충돌위험도를 산출함으로써, 충돌위험도의 정확성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In calculating the risk of collision between targets (between ships and between ships), the present invention as described above can be applied to DCPA, TCPA, VCD as well as structural factors (type of ship) It is possible to improve the accuracy of the collision risk by calculating the collision risk by considering all the environmental factors (surrounding environment).

또한, 본 발명은 본 발명은 표적 간(선박들 간, 선박과 물표 간) 간의 충돌위험도를 산출함에 있어, 표적 간의 거리를 기반으로 DCPA, TCPA, VCD, 선박의 종류, 주변환경 등을 선별적으로 고려하여 충돌 위험도를 산출함으로써, 충돌위험도의 정확성 향상은 물론 연산오버헤드를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention is based on the assumption that DCPA, TCPA, VCD, type of vessel, and surrounding environment are selected based on the distance between targets in calculating the risk of collision between targets (between vessels and between ships) It is possible to improve the accuracy of the collision risk and to reduce the computation overhead by calculating the collision risk.

도 1 은 본 발명이 적용되는 선박의 충돌위험도 산출을 위한 전체 시스템에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 선박의 충돌위험도 산출 시스템에 대한 일실시예 구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 제 1 충돌위험도 계산부의 일실시예 상세 구성도,
도 4 는 본 발명에 따른 제 2 충돌위험도 계산부의 일실시예 상세 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an overall system for calculating a collision risk of a ship to which the present invention is applied;
2 is a block diagram of a system for calculating a collision risk of a ship according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a first collision risk calculator according to the present invention,
4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a second collision risk calculator according to the present invention.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명이 적용되는 선박의 충돌위험도 산출을 위한 전체 시스템에 대한 일실시예 구성도이다.1 is a block diagram of an overall system for calculating a collision risk of a ship to which the present invention is applied.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 선박의 충돌위험도 산출을 위한 전체 시스템은, AIS(Automatic Identification System) 기지국(100), 레이더 시스템(200), 환경 센싱 시스템(300), 데이터 융합 시스템(400), 및 충돌위험도 산출 시스템(500)을 포함한다.1, the overall system for calculating the collision risk of a ship to which the present invention is applied includes an AIS (Automatic Identification System) base station 100, a radar system 200, an environmental sensing system 300, A system 400, and a collision risk calculation system 500.

먼저, AIS 기지국(100)은 AIS 탑재 선박으로부터 주기적으로 선박의 종류, 선박의 위치, 속도, 침로(Course of Ground) 등의 데이터를 수신하며, 또한 AIS가 탑재된 물표로부터 수위 데이터를 수신한다.First, the AIS base station 100 periodically receives data such as the type of the ship, the position of the ship, the speed, the course of the ground, and the like from the AIS-equipped ship, and also receives the level data from the AIS-equipped target table.

레이더 시스템(200)은 선박뿐만 아니라, 선박이 통항할 수 없는 영역 즉, 해안선, 섬 등의 지형 영상에 대하여 표적(선박, 물표)을 추적한다.The radar system 200 tracks not only the ship but also the target (ship, ship) with respect to the terrain image such as the coastline, the island, and the like where the ship can not pass.

환경 센싱 시스템(300)은 풍향, 풍속, 조류, 파랑, 천수의 영향, 측벽의 영향 등과 같이 선박의 조종성능에 영향을 주는 환경조건에 대한 데이터를 수집한다. 여기서, 천수의 영향은 빗물이 선박의 조종성능에 미치는 영향을 의미하고, 측벽의 영향은 선박이 좁은 해역을 통과하거나 교차하는 타 선박에 의해 발생하는 물살이 선박의 조종성능에 미치는 영향을 의미한다. 이때, 측벽의 영향은 선박이 좁은 해역을 통과하고 있는지, 교차하는 선박이 존재하는지의 여부에 의해 결정된다.The environmental sensing system 300 collects data on environmental conditions that affect the maneuvering performance of the ship, such as wind direction, wind speed, currents, waves, impacts of shore water, and sidewall effects. Here, the influence of rain water means the effect of rainwater on the maneuvering performance of the ship, and the influence of the side wall means the influence of the water generated by another ship passing or crossing the narrow sea area on the ship's maneuverability . At this time, the influence of the side wall is determined by whether the ship is passing through a narrow sea area or whether there is a crossing ship.

데이터 융합 시스템(400)은 AIS 기지국(100), 레이더 시스템(200), 및 환경 센싱 시스템(300)으로부터 주기적으로 표적에 대한 데이터 및 환경 데이터를 수신한다. 그리고 수신한 데이터들을 충돌위험도 측정에 이용할 수 있도록 가공한다. 이때, 가공 과정은 일 선박에 대한 위치 데이터에 대해서, AIS 기지국(100)이 수집한 위치 데이터(A)와 레이더 시스템(200)이 수집한 위치 데이터(B)가 서로 상이한 경우, 위치 데이터(A)와 위치 데이터(B)를 기반으로 최적의 위치 데이터를 생성하는 과정을 포함할 수 있다.The data fusion system 400 periodically receives data and environmental data for the target from the AIS base station 100, the radar system 200, and the environmental sensing system 300. Then, the received data are processed so as to be used for collision risk measurement. At this time, when the position data A collected by the AIS base station 100 and the position data B collected by the radar system 200 are different from each other with respect to the position data for one ship, the position data A ) And position data (B) based on the position data.

이러한 데이터 융합 시스템(400)의 상세 기능(장애물 모델링 등)은 상술한 종래의 기술에 기재되어 있는바, 상세 설명은 생략한다.Detailed functions (obstacle modeling, etc.) of the data fusion system 400 are described in the above-mentioned conventional arts, and detailed description thereof will be omitted.

충돌위험도 산출 시스템(500)은 데이터 융합 시스템(400)으로 전송받은 각종 데이터들을 이용하여 충돌위험도를 계산한다.The collision risk calculation system 500 calculates collision risk using various data transmitted to the data fusion system 400.

즉, 충돌위험도 산출 시스템(500)은 표적 간(선박들 간, 선박과 물표 간)의 충돌위험도를 산출함에 있어, DCPA, TCPA, VCD는 물론 선박의 조종성능에 영향을 미치는 구조적 요인(선박의 종류)과 환경적 요인(주변환경)을 모두 고려하여 충돌위험도를 산출함으로써, 충돌위험도의 정확성을 향상시킨다.That is, the collision risk calculation system 500 calculates the risk of collision between the target (between the ships and the ship) between the ship and the ship, and calculates the risk factors of the ship such as DCPA, TCPA, VCD as well as structural factors Type) and environmental factors (surrounding environment), thereby improving the accuracy of the collision risk.

또한, 충돌위험도 산출 시스템(500)은 표적 간(선박들 간, 선박과 물표 간) 간의 충돌위험도를 산출함에 있어, 표적 간의 거리를 기반으로 DCPA, TCPA, VCD, 선박의 종류, 주변환경 등을 선별적으로 고려하여 충돌 위험도를 산출함으로써, 충돌위험도의 정확성 향상은 물론 연산오버헤드를 감소시킨다.In addition, the collision risk calculation system 500 calculates DCPA, TCPA, VCD, the type of ship, the surrounding environment, and the like based on the distance between the targets in calculating the risk of collision between the targets (between ships, By calculating collision risk selectively by taking into consideration, it improves the accuracy of collision risk and reduces the computational overhead.

도 2 는 본 발명에 따른 선박의 충돌위험도 산출 시스템에 대한 일실시예 구성도이다.2 is a block diagram of a collision risk calculation system for a ship according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선박의 충돌위험도 산출 시스템은, 데이터 수신부(510), 제어부(520), 제 1 충돌위험도 계산부(530), 제 2 충돌위험도 계산부(550), 제 3 충돌위험도 계산부(570), 충돌위험도 산출부(580), 및 표시부(590)를 포함한다.2, the collision risk calculation system of the present invention includes a data receiving unit 510, a control unit 520, a first collision risk calculator 530, a second collision risk calculator 550, A third collision risk calculator 570, a collision risk calculator 580, and a display unit 590.

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 데이터 수신부(510)는 데이터 융합 시스템(400)으로부터 표적(선박, 물표)에 대한 데이터(표적 데이터) 및 환경 데이터를 수신한다. 이때, 표적 데이터는 선박의 종류(선박의 길이, 선수/현측/선미의 형상, 방형 계수 등), 선박의 위치, 속도, 침로, 물표의 위치, 수위 등을 포함한다.First, the data receiver 510 receives data (target data) and environment data of a target (ship, target) from the data fusion system 400. In this case, the target data includes the type of ship (length of ship, shape of bow / side / stern, shape factor, etc.), position of ship, speed,

다음으로, 제어부(520)는 충돌위험도의 정확성을 향상시키는 측면에서, 데이터 수신부(510)가 수신한 표적에 대한 데이터 및 환경 데이터를 기반으로 충돌위험도를 산출하도록 제 1 충돌위험도 계산부(530)를 활성화한다. 이때, 제 2 충돌위험도 계산부(550) 및 제 3 충돌위험도 계산부(570)는 활성화하지 않는다.In order to improve the accuracy of the collision risk, the control unit 520 calculates the collision risk based on the data on the target received by the data receiving unit 510 and the environmental data, . At this time, the second collision risk calculator 550 and the third collision risk calculator 570 do not activate.

한편, 제어부(520)는 충돌위험도의 정확성 향상은 물론 연산오버헤드를 감소시키는 측면에서, 각 표적 간의 거리(일례로 직선거리)를 산출한 후 각 표적 간의 거리가 가까운 순서로 그 충돌위험도 연산을, 우선순위(제 1 충돌위험도 계산부(530)를 1순위, 제 2 충돌위험도 계산부(550)를 2순위, 제 3 충돌위험도 계산부(570)를 3순위)에 따라 기 설정된 파라미터에 맞게 제 1 충돌위험도 계산부(530), 제 2 충돌위험도 계산부(550), 제 3 충돌위험도 계산부(570)에 각각 할당한다.Meanwhile, the control unit 520 calculates the distance (e.g., the straight line distance) between each target in order to improve the accuracy of the collision risk and reduce the calculation overhead. , A priority order (first collision risk calculator 530 is ranked first, second collision risk calculator 550 is ranked second, and third collision risk calculator 570 is third) To the first collision risk calculator 530, the second collision risk calculator 550, and the third collision risk calculator 570, respectively.

여기서, 제 1 충돌위험도 계산부(530)를 1순위, 제 2 충돌위험도 계산부(550)를 2순위, 제 3 충돌위험도 계산부(570)를 3순위로 정한 이유는, 우선순위가 높을수록 더 많은 데이터를 이용하여 충돌위험도를 산출하기 때문이다. 또한, 파라미터는 충돌위험도 연산 횟수(충돌 위험도 연산 모듈의 개수)를 의미한다.Here, the first collision risk calculator 530 is ranked first, the second collision risk calculator 550 is ranked second, and the third collision risk calculator 570 is ranked third because the higher the priority This is because more data is used to calculate the collision risk. Also, the parameter means the number of collision risk calculation times (the number of collision risk calculation modules).

예를 들어 설명하면, 표적이 총 4개(1,2,3,4)라 하고, 최단 거리를 가지는 표적의 순서가 1-2, 2-3, 3-4, 1-3, 2-4, 1-4라 하자.For example, if the target is a total of four (1, 2, 3, 4) and the order of the target with the shortest distance is 1-2, 2-3, 3-4, 1-3, 2-4 , 1-4.

제 1 충돌위험도 계산부(530)에 설정되어 있는 파라미터가 3이고, 제 2 충돌위험도 계산부(550)에 설정되어 있는 파라미터가 2이며, 제 3 충돌위험도 계산부(570)에 설정되어 있는 파라미터가 1이라 하면, 1-2, 2-3, 3-4에 대한 충돌위험도 계산은 제 1 충돌위험도 계산부(530)에 할당되고, 1-3, 2-4에 대한 충돌위험도 계산은 제 2 충돌위험도 계산부(550)에 할당되며, 나머지 1-4에 대한 충돌위험도 계산은 제 3 충돌위험도 계산부(570)에 할당된다.The parameter set in the first collision risk calculator 530 is 3, the parameter set in the second collision risk calculator 550 is 2, the parameter set in the third collision risk calculator 570 is 2, The collision risk calculations for 1-2, 2-3 and 3-4 are assigned to the first collision risk calculator 530 and the collision risk calculations for 1-3 and 2-4 are assigned to the second Is assigned to the collision risk calculator 550, and the collision risk calculations for the remaining ones 1-4 are assigned to the third collision risk calculator 570. [

이를 일반화하면, 표적이 총 N개일 때, 1순위인 제 1 충돌위험도 계산부(530)의 파라미터는 N1, 2순위인 제 2 충돌위험도 계산부(550)의 파라미터는 N2, 3순위인 제 3 충돌위험도 계산부(570)의 파라미터는 NC2-N1-N2가 된다.In general, when the number of targets is N, the parameters of the first collision risk calculator 530 are N 1 , the parameters of the second collision risk calculator 550 are N 2 , The parameter of the third collision risk calculator 570 is N C 2 -N 1 -N 2 .

이러한 파라미터의 설정은 하드웨어의 성능에 따라 자동으로 설정될 수도 있고, 사용자에 의해 설정될 수도 있다.The setting of these parameters may be set automatically according to the performance of the hardware or may be set by the user.

아울러, 충돌위험도 계산부(530, 550, 570)의 개수(個數) 역시 하드웨어의 성능에 따라 자동으로 설정될 수도 있고, 사용자에 의해 설정될 수 있다. 다만, 추가되는 충돌위험도 계산부 역시 우선순위가 설정된다.In addition, the number of collision risk calculators 530, 550, and 570 may be set automatically according to hardware performance or may be set by a user. However, the added collision risk calculator is also prioritized.

다음으로, 제 1 충돌위험도 계산부(530)는 DCPA, TCPA, VCD는 물론 선박의 조종성능에 영향을 미치는 구조적 요인과 환경적 요인을 모두 고려하여 충돌위험도를 계산한다.Next, the first collision risk calculator 530 calculates the collision risk by taking into consideration both DCPA, TCPA, and VCD, as well as structural factors and environmental factors that affect the steering performance of the ship.

제 2 충돌위험도 계산부(550)는 제 1 충돌위험도 계산부(530)에 비해 적은 데이터를 이용하여 충돌위험도를 계산한다. 즉, DCPA, TCPA, VCD, 선박 데이터(선박의 종류(선박의 길이, 선수/현측/선미의 형상, 방형 계수(Block Coefficient) 등), 선박의 위치, 속도, 침로 등), 환경 데이터(풍향, 풍속, 조류, 파랑, 천수의 영향, 측벽의 영향 등) 중에서, 선별적으로 이용하여 충돌위험도를 계산한다.The second collision risk calculator 550 calculates the collision risk using less data than the first collision risk calculator 530. It is also possible to use DCPA, TCPA, VCD, ship data (type of ship (length of vessel, shape of ship / side / stern, block coefficient, , Wind speed, algae, blue, shore water effect, sidewall influence, etc.).

제 3 충돌위험도 계산부(570)는 제 2 충돌위험도 계산부(550)에 비해 적은 데이터를 이용하여 충돌위험도를 계산한다.The third collision risk calculator 570 calculates the collision risk using less data than the second collision risk calculator 550. [

상술한 제 1 충돌위험도 계산부(530), 제 2 충돌위험도 계산부(550), 제 3 충돌위험도 계산부(570)는 퍼지 추론을 기반으로 충돌위험도를 계산하기 때문에, 추론의 결과로 산출되는 값을 그대로 제어에 사용할 수 없으므로, 적절한 하나의 수치로 변환시키는 비퍼지화 과정이 필요하다.Since the first collision risk calculator 530, the second collision risk calculator 550 and the third collision risk calculator 570 calculate the collision risk based on the fuzzy inference, the first collision risk calculator 530, the second collision risk calculator 550, Since values can not be used for control, a non-fuzzy process is required to convert the values into an appropriate value.

이러한 비퍼지화 과정은 충돌위험도 산출부(580)가 수행한다. 일반적으로, 비퍼지화 방법은 최대값 방법(Max Criterion Method), 최대 평균법(Mean of Maximum Method), 무게 중심법(Center of Area Method) 등이 있다.This non-fuzzification process is performed by the collision risk calculator 580. Generally, the non-fuzzification method includes a Max Criterion Method, a Mean of Maximum Method, and a Center of Area Method.

충돌위험도 산출부(580)가 산출한 충돌위험도는 0~100 사이의 값을 갖는다.The collision risk calculated by the collision risk calculator 580 has a value between 0 and 100. [

결국, 충돌위험도 산출부(580)는 비퍼지화 과정을 통해 최종 충돌위험도를 산출한다.Finally, the collision risk calculator 580 calculates the final collision risk through the non-fuzzing process.

부가적으로, 표시부(590)는 제어부(520)의 제어하에 각 충돌위험도 산출부(530, 550, 570)에 의해 산출된 충돌위험도에 따라 표적의 윤곽선 색 및 형태를 달리 표시하거나, 윤곽선 점멸을 통해 경고 표시를 수행한다.In addition, the display unit 590 displays the target contour color and shape differently according to the collision risk calculated by the collision risk calculators 530, 550, and 570 under the control of the control unit 520, To perform a warning display.

도 3 은 본 발명에 따른 제 1 충돌위험도 계산부의 일실시예 상세 구성도이다.3 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a first collision risk calculator according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 1 충돌위험도 계산부는, DCPA 계산기(531), DCPA 소속함수 계산기(532), TCPA 계산기(533), TCPA 소속함수 계산기(534), VCD 계산기(535), VCD 소속함수 계산기(536), 선박 데이터 수치화기(537), 환경 데이터 수치화기(538), 조종성능 소속함수 계산기(539), 및 퍼지 계산기(540)를 포함한다. 여기서, DCPA 계산기(531), DCPA 소속함수 계산기(532), TCPA 계산기(533), TCPA 소속함수 계산기(534), VCD 계산기(535), VCD 소속함수 계산기(536), 퍼지 계산기(540)는 종래의 기술로서, 간략히 설명하도록 한다.3, the first collision risk calculator according to the present invention includes a DCPA calculator 531, a DCPA belonging function calculator 532, a TCPA calculator 533, a TCPA belonging function calculator 534, a VCD calculator 535, a VCD belonging function calculator 536, a vessel data calculator 537, an environmental data quantizer 538, a steering performance belonging function calculator 539, and a fuzzy calculator 540. Here, the DCPA calculator 531, the DCPA affiliate function calculator 532, the TCPA calculator 533, the TCPA affiliate function calculator 534, the VCD calculator 535, the VCD affiliate function calculator 536, and the fuzzy calculator 540 As a conventional technique, a brief description will be given.

먼저, DCPA 계산기(531)는 두 표적 간 최근접거리를 계산한다.First, the DCPA calculator 531 calculates the closest distance between two targets.

DCPA 소속함수 계산기(532)는 DCPA 계산기(531)에 의해 계산된 두 표적 간의 최근접거리를 기반으로, 각 원소에 어떤 값이 대응되는가를 나타내는 함수로서, PS, PMS, PM, PMB, PB 등과 같은 소속함수(membership function)를 계산한다. 이때, P는 'Positive', S는 'Small', M는 'Medium', B는 'Big'을 각각 의미한다.The DCPA affiliation function calculator 532 is a function that indicates which value corresponds to each element based on the nearest distance between two targets calculated by the DCPA calculator 531. The DCPA affiliation function calculator 532 calculates Calculate the same membership function. In this case, P means 'Positive', S means 'Small', M means 'Medium', and B means 'Big'.

TCPA 계산기(533)는 두 표적 간의 최근접시간을 계산한다.The TCPA calculator 533 calculates the closest time between two targets.

TCPA 소속함수 계산기(534)는 TCPA 계산기(533)에 의해 계산된 두 표적 간의 최근접시간을 기반으로, NB, NM, NS, PS, PMS, PM, PMB, PB 등과 같은 소속함수를 계산한다. 이때, N은 'Negative'를 의미한다.The TCPA belonging function calculator 534 calculates the belonging function such as NB, NM, NS, PS, PMS, PM, PMB, PB and the like based on the closest time between two targets calculated by the TCPA calculator 533. At this time, N means 'Negative'.

VCD 계산기(535)는 두 표적 간의 베어링 각의 변화량을 계산한다.The VCD calculator 535 calculates the amount of change in the bearing angle between the two targets.

VCD 소속함수 계산기(536)는 VCD 계산기(535)에 의해 계산된 두 표적 간의 베어링 각의 변화량을 기반으로, PS, PMS, PM, PMB, PB 등과 같은 소속함수를 계산한다.The VCD belonging function calculator 536 calculates the belonging function such as PS, PMS, PM, PMB, PB, etc., based on the amount of change in the bearing angle between the two targets calculated by the VCD calculator 535.

다음으로, 선박 데이터 수치화기(537)는 선박 데이터를 수치화한다. 이때, 선박 데이터는 선박의 길이, 선수/현측/선미의 형상, 방형 계수 등을 포함한다. 수치화 과정에 대해 예를 들면, 폭과 길이의 비율이 0.3 이하이면 1로 수치화하고, 0.3 초과 0.5 이하이면 2로 수치화하며, 0.5 초과하면 3으로 수치화할 수 있다. 상술한 예는 이해를 돕기 위한 예로서, 동일한 방식으로 모든 선박 데이터를 수치화할 수 있다.Next, the ship data quantizer 537 digitizes the ship data. At this time, the ship data includes the length of the ship, the shape of the bow / side / stern, and the square coefficient. For example, if the ratio of the width to the length is less than 0.3, the numerical value may be expressed as 1. If the width to length ratio is 0.3 or more, the numerical value may be 2. If the ratio is greater than 0.5, The above-described example is an example for the sake of understanding, and all the ship data can be digitized in the same manner.

환경 데이터 수치화기(538)는 환경 데이터를 수치화한다. 이때, 환경 데이터는 풍향, 풍속, 조류, 파랑, 천수의 유무, 측벽의 유무 등을 포함한다. 수치화 과정에 대해 예를 들면, 풍향이 5m/s이하이면 1로 수치화하고, 5m/s 초과 30m/s 이하이면 2로 수치화하며, 30m/s 초과하면 3으로 수치화할 수 있다. 상술한 예는 이해를 돕기 위한 예로서, 동일한 방식으로 모든 환경 데이터를 수치화할 수 있다.The environmental data quantizer 538 digitizes the environmental data. At this time, the environmental data includes wind direction, wind speed, algae, blue, presence of rain water, presence of sidewalls, and the like. For example, if the wind direction is 5 m / s or less, the numerical value may be expressed as 1. If the wind direction is 5 m / s or more and 30 m / s or less, the numerical value may be 2. The above-described example is an example for the sake of understanding, and all environment data can be quantified in the same manner.

다음으로, 조종성능 소속함수 계산기(539)는 선박 데이터 수치화기(537)에 의해 수치화된 선박 데이터와 환경 데이터 수치화기(538)에 의해 수치화된 환경 데이터를 이용하여 적어도 하나 이상의 소속함수를 계산한다. 이때, 소속함수는 NB, NM, NS, PS, PMS, PM, PMB, PB 등을 포함한다.Next, the steering performance belonging function calculator 539 calculates at least one member function by using the vessel data quantified by the vessel data quantifier 537 and the environmental data quantified by the environmental data quantifier 538 . At this time, the belonging function includes NB, NM, NS, PS, PMS, PM, PMB, PB and the like.

다음으로, 퍼지 계산기(540)는 퍼지 추론을 기반으로, DCPA 소속함수 계산기(532)에 의해 계산된 DCPA 소속함수, TCPA 소속함수 계산기(534)에 의해 계산된 TCPA 소속함수, VCD 소속함수 계산기(536)에 의해 계산된 VCD 소속함수, 조종성능 소속함수 계산기(539)에 의해 계산된 조종성능 소속함수를 이용하여 충돌위험도를 계산한다.Next, the fuzzy calculator 540 calculates, based on the fuzzy inference, the DCPA belonging function calculated by the DCPA belonging function calculator 532, the TCPA belonging function calculated by the TCPA belonging function calculator 534, the VCD belonging function calculator 536, and the steering performance belonging function calculated by the steering performance belonging function calculator 539. The collision risk is calculated based on the VCD belonging function,

도 4 는 본 발명에 따른 제 2 충돌위험도 계산부의 일실시예 상세 구성도이다.4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a second collision risk calculator according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 2 충돌위험도 계산부(550)는, 제 1 충돌위험도 계산부(530)와 동일한 구성요소로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the second collision risk calculator 550 according to the present invention has the same components as the first collision risk calculator 530.

다만, 제 1 충돌위험도 계산부(530)의 경우 충돌위험도를 계산하기 위해 모든 구성요소가 동작하는데 반해, 제 2 충돌위험도 계산부(550)는 구성요소 중에 일부만이 선별적으로 동작한다.However, in the case of the first collision risk calculator 530, all the components are operated to calculate the collision risk, while the second collision risk calculator 550 selectively operates only a part of the components.

예를 들어, 환경 데이터 수치화기(538)를 제외한 나머지 구성요소가 동작하여 충돌위험도를 산출할 수도 있고, 선박 데이터 수치화기(537)를 제외한 나머지 구성요소가 동작하여 충돌위험도를 산출할 수도 있으며, DCPA 계산기(531)와 DCPA 소속함수 계산기(532)를 제외한 나머지 구성요소가 동작하여 충돌위험도를 산출할 수도 있다.For example, the remaining components except for the environmental data quantizer 538 may operate to calculate the collision risk, the remaining components except the ship data quantifier 537 may operate to calculate the collision risk, The remaining components except for the DCPA calculator 531 and the DCPA belonging function calculator 532 may operate to calculate the collision risk.

한편, 제 3 충돌위험도 계산부(550)의 구성 또한 제 1 충돌위험도 계산부(530)와 동일하다.The configuration of the third collision risk calculator 550 is also the same as that of the first collision risk calculator 530. [

다만, 제 2 충돌위험도 계산부(550)와 마찬가지로 구성요소 중에 일부만이 선별적으로 동작하는데, 그 동작하는 구성요소가 제 2 충돌위험도 계산부(550) 보다 적다.However, like the second collision risk calculator 550, only a part of the components selectively operates, and the components that operate are less than the second collision risk calculator 550. [

예를 들어, DCPA 계산기(531)와 DCPA 소속함수 계산기(532), 환경 데이터 수치화기(538)를 제외한 구성요소가 동작하여 충돌위험도를 산출할 수 있다.For example, components other than the DCPA calculator 531, the DCPA belonging function calculator 532, and the environmental data quantizer 538 may operate to calculate the collision risk.

본 발명은 표적 간의 거리가 가까운 경우에는 제 1 충돌위험도 계산부(530)를 통해 충돌위험도를 계산하고, 표적 간의 거리가 중간인 경우에는 제 1 충돌위험도 계산부(530) 보다 적은 데이터를 이용하는 제 2 충돌위험도 계산부(550)를 통해 충돌위험도를 계산하며, 표적 간의 거리가 먼 경우에는 제 2 충돌위험도 계산부(550) 보다 적은 데이터를 이용하는 제 3 충돌위험도 계산부(570)를 이용하여 충돌위험도를 계산한다.In the present invention, when the distances between the targets are close to each other, the collision risk is calculated through the first collision risk calculator 530, and when the distance between the targets is medium, the first collision risk calculator 530 The second collision risk calculator 550 calculates the collision risk through the collision risk calculator 550. If the distance between the targets is long, the collision risk calculator 570 uses a smaller amount of data than the second collision risk calculator 550, Calculate the risk.

따라서, 충돌위험도의 정확성 향상은 물론 연산오버헤드를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.Therefore, there is an advantage that not only the accuracy of the collision risk can be improved but also the operation overhead can be reduced.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.

510 : 데이터 수신부 520 : 제어부
530 : 제 1 충돌위험도 계산부 550 : 제 2 충돌위험도 계산부
570 : 제 3 충돌위험도 계산부 580 : 충돌위험도 산출부
590 : 표시부510: Data receiving unit 520:
530: first collision risk calculator 550: second collision risk calculator
570: Third collision risk calculator 580: Collision risk calculator
590:

Claims (12)

선박 및 물표와 같은 표적에 대한 표적 데이터와 환경 데이터를 수신하는 데이터 수신부;
각 표적에 대해 상기 데이터 수신부가 수신한 표적 데이터와 환경 데이터를 이용하여 퍼지 연산을 기반으로 제1 내지 제3 충돌위험도를 각각 산출하는 제1 내지 제3 충돌위험도 계산부;
각 표적들 간의 충돌위험도 산출 연산에 대해, 상기 제1 내지 제3 충돌위험도 계산부의 우선순위에 따라 설정된 파라미터에 근거하여 대응하는 수의 충돌위험도 산출 연산을 상기 제1 내지 제3 충돌위험도 계산부로 각각 할당하는 제어부; 및
상기 제1 내지 상기 제 3 충돌위험도를 비퍼지화하여 최종 충돌위험도를 산출하는 충돌위험도 산출부를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 제1 충돌위험도 계산부가 제1 충돌위험도를 산출하는 동안 제2 충돌위험도 계산부 및 제3 충돌위험도 계산부를 비활성화시키는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템.A data receiving unit for receiving target data and environmental data for a target such as a ship and an object;
First to third collision risk calculators for respectively calculating first to third collision risk based on a fuzzy calculation using target data and environmental data received by the data receiver for each target;
Calculating a plurality of collision risk calculation operations based on the parameters set according to the priority of the first to third collision risk calculators with respect to the collision risk calculation operation between the respective targets to the first to third collision risk calculators And And
And a collision risk calculation unit for calculating a final collision risk by defuzzifying the first to third collision risks,
Wherein,
Wherein the second collision risk calculator and the third collision risk calculator are deactivated while the first collision risk calculator calculates the first collision risk. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
각 표적 간의 거리를 산출하여 상기 산출된 각 표적 간의 거리가 가까운 순서에 따라 충돌위험도 산출 연산을 할당하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템.The method according to claim 1,
Wherein,
Calculating a distance between each target, and assigning a collision risk calculation operation according to a sequence in which distances between the calculated targets are close to each other. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
충돌위험도 산출 연산을 위한 성능에 따라 제 1 충돌위험도 계산부, 제 2 충돌위험도 계산부 및 제 3 충돌위험도 계산부 순으로 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the priorities are assigned in the order of a first collision risk calculation unit, a second collision risk calculation unit and a third collision risk calculation unit in order of performance for calculation of collision risk calculation. 청구항 3에 있어서,
상기 파라미터는,
전체 표적이 N개일 때, 상기 부여된 우선순위에 따라 제 1 충돌위험도 계산부에는 N1, 제 2 충돌위험도 계산부에는 N2, 그리고 제 3 충돌위험도 계산부에는 NC2-N1-N2로 설정되는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템. (여기서, N2 < N1)The method of claim 3,
Wherein the parameter comprises:
When clear up the whole target N, in accordance with the priority given first collision risk calculation unit is N 1, the second collision risk calculation portion, N 2, and the third collision risk calculation unit has N C 2 -N 1 -N 2 &quot;.&lt; / RTI &gt; (Where N 2 &lt; N 1 ) 청구항 1에 있어서,
상기 파라미터는,
충돌위험도 연산 모듈의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the parameter comprises:
And the number of collision risk calculation modules. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 충돌위험도 계산부는,
상기 제어부가 할당한 충돌위험도 산출 연산에 대응하여 표적간 최근접거리(DCPA), 최근접시간(TCPA), 콤파스 각의 차이(VCD) 및 선박조종성능 전체에 대한 수치 연산을 통해 충돌위험도를 산출하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템.The method according to claim 1,
The first collision risk calculator calculates,
The collision risk is calculated through a numerical calculation on the DCPA, the nearest time (TCPA), the difference in compass angle (VCD), and the overall maneuvering performance in correspondence with the collision risk calculation operation assigned by the control unit Wherein the collision risk calculation system calculates the collision risk of the ship. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 충돌위험도 계산부는,
상기 제어부가 할당한 충돌위험도 산출 연산에 대응하여 DCPA, TCPA, VCD 및 선박조종성능 중 n개에 대한 수치 연산을 통해 충돌위험도를 산출하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템.The method according to claim 1,
And the second collision risk calculator calculates,
Wherein the collision risk calculation unit calculates the collision risk by numerically computing n of the DCPA, TCPA, VCD, and ship maneuvering performance corresponding to the collision risk calculation operation assigned by the control unit. 청구항 1에 있어서,
상기 제3 충돌위험도 계산부는,
상기 제어부가 할당한 충돌위험도 산출 연산에 대응하여 DCPA, TCPA, VCD 및 선박조종성능 중 m개에 대한 수치 연산을 통해 충돌위험도를 산출하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템. (여기서, m < n)The method according to claim 1,
The third collision risk calculator calculates,
Wherein the collision risk calculation unit calculates collision risk by numerical calculation of DCPA, TCPA, VCD, and m ship handling performance in correspondence with the collision risk calculation operation assigned by the control unit. (Where m < n) 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 표적 데이터는,
선박의 길이, 방형 계수 및 선수, 현측, 선미의 형상을 근거로 한 선박의 종류, 선박의 위치, 속도, 침로(Course of Ground), 물표의 위치, 수위 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템.The method according to claim 1,
The target data,
A ship's position, a speed, a course of ground, a position of a table, and a water level based on the length of the ship, the square coefficient, and the type of the ship based on the shape of the bow, Ship collision risk calculation system. 청구항 1에 있어서,
상기 환경 데이터는,
풍향, 풍속, 조류, 파랑, 천수의 영향, 측벽의 영향과 같이 선박의 조종성능에 영향을 주는 환경조건에 대한 데이터 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템.The method according to claim 1,
The environmental data includes:
And data on environmental conditions affecting the maneuvering performance of the ship, such as wind direction, wind speed, algae, blue, influence of rain water, and influence of side walls. 청구항 1에 있어서,
각 충돌위험도 산출부에 의해 산출된 충돌위험도에 따라 표적의 윤곽선 색 및 형태를 달리 표시하거나, 윤곽선 점멸을 통해 경고 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌위험도 산출 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a display unit for displaying the target contour color and shape differently according to the collision risk calculated by each collision risk calculation unit, or warning display through flickering of the contour.
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