KR101683274B1 - System for supporting vessel berth using unmanned aerial vehicle and the method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무인항공기를 이용하여 촬영된 선박 영상에서, 선박의 GPS 식별 마크와 저장된 선박정보를 이용하여 선박의 각 특징 지점들의 위치정보를 획득한 후, 이를 전자해도 상에 실시간으로 매핑하여 출력함으로써, 선박의 접안 상황을 정확히 확인하는 것에 의해 접안 안전하고 신속하게 수행할 수 있도록 지원하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
상기 본 발명의 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템은, 접안 대상 선박의 상부에서 위치식별 및 자세 추정을 위한 마커를 가지는 선박의 상부면을 촬영한 선박 영상 이미지를 선박으로 전송하는 무인항공기; 및 상기 무인항공기로부터 상기 선박 영상 이미지를 수신하여 실사로 출력하고, 상기 선박 영상 이미지에 포함된 마커를 이용하여 상기 선박의 위치와 자세를 추출한 후, 저장된 전자해도 정보와 동일한 축적으로 축적된 선박 이미지를 생성하여, 상기 상에 합성하여 출력하는 선박운항관제서버;를 포함하여 구성되어,
선박의 접안을 신속하며, 정확하고, 안전하게 수행할 수 있도록 한다. In the present invention, in a ship image photographed using an unmanned airplane, position information of each feature point of the ship is acquired using the GPS identification mark of the ship and the stored ship information, and then the map information is mapped on the electronic chart in real time and output The present invention relates to a system and a method for supporting a ship berthing using an unmanned airplane, which enables a user to safely and quickly perform a berthing operation by accurately ascertaining a ship's berthing situation.
The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more clearly understood from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention; And a control unit for receiving the image of the ship from the unmanned airplane and outputting the image to a real image, extracting the position and the posture of the ship using the marker included in the image of the ship, And a ship navigation control server for synthesizing and outputting the information on the above,
To make the ship's berthing quick, accurate and safe.
Description
본 발명은 선박 접안을 지원하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 무인항공기를 이용하여 촬영된 선박 영상과, 선박 영상에 포함된 GPS 식별 마크와 저장된 선박정보를 이용하여, 촬영된 선박 영상에 대한 영상처리를 수행하여 선박의 각 특징 지점들의 위치정보를 획득한 후, 이를 전자해도 상에 실시간으로 매핑하여 출력함으로써, 선박의 접안 상황을 정확히 확인하면서 접안 작업을 수행할 수 있도록 하는 것에 의해 선박의 접안을 안전하고 신속하게 수행할 수 있도록 지원하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a system for supporting a ship berthing, and more particularly, to a system for supporting a ship berthing, and more particularly, to a system for supporting a berthing of a ship by using a vessel image photographed using an unmanned airplane, The position information of each characteristic point of the ship is obtained by performing the image processing on the ship, and the position information of each characteristic point of the ship is acquired and outputted in real time on the electronic chart, thereby enabling the berthing operation to be performed while accurately checking the berthing condition of the ship. And more particularly, to a system and method for supporting a ship by using an unmanned airplane.
선박은 시간은 다소 소요되나, 적재용량이 크고 비용이 저렴하여 운송수단으로서 널리 이용되고 있다. 이와 같이, 선박을 이용한 운송에서 반드시 필요한 작업이 대형화된 선박을 부두에 안전하게 정박시키는 접안 작업이다.Although the ship takes some time, it is widely used as a transportation means because of its large loading capacity and low cost. In this way, it is necessary to secure the berthing vessel, which is necessary for the transportation using the vessel, to the berth.
또한, 최근에는 컨테이너 선 등의 해상운송에 있어서, 운송의 경제성을 향상시키기 위하여 대형화된 선박을 이용하게 되는 경우가 많아, 선박의 접안에 상당한 시간이 소요되는 경우가 많다. 또한, 육지로부터 떨어진 해상에 정박(停碇)된 채로 화물을 선적 및 하역하기 위한 이동 항구의 개념이 가시화되면서, 이동 항구와 항만 사이의 화물 이송을 위한 선박의 접안회수가 2 ~ 3배 증가하게 될 것으로 전망되고 있다.In recent years, in the case of marine transportation such as container ships, in many cases, a large-sized vessel is used in order to improve the economical efficiency of transportation. In addition, as the concept of a moving port for loading and unloading cargo with anchorage at a distance from the land is visualized, the number of berthing times for the cargo transfer between the port and the harbor is increased by 2 to 3 times Is expected to be.
상술한 접안 작업은 과거에는 부두에서 선박의 움직임을 관찰하는 사람이 제공하는 깃발 수신호에 의해 이루어졌다. 즉, 종래에는 관찰자의 깃발 수신호에 따라, 선박의 항해사 및 선박의 선수, 선미에 위치한 유도선의 도선사가 무전 또는 경험적 방법으로 선박의 이동경로 및 위치를 감각에 의존하여 조정하는 방법으로 선박의 접안이 이루어졌다. 따라서 작업자의 숙련도에 따라 접안 작업의 정확성과 신속성 등이 달라지는 문제가 있었다.The above-mentioned dredging work was performed by a flag receiver provided by a person observing the movement of a ship in a pier in the past. In other words, conventionally, according to the flag signal of the observer, the navigator of the ship, the bow of the ship, and the pilot of the guide line located at the stern are adjusted by the method of the ship, . Therefore, there has been a problem that accuracy and speed of bidding operation vary depending on the skill of the operator.
이에 따라, 비용이 적게 들면서 안전한 접안을 위하여 접안 작업을 정확하고 신속하게 수행할 수 있도록 하기 위한 기술들이 개발되었다.Accordingly, techniques have been developed to enable precise and rapid bailing operations for safe bidding with less cost.
상술한 종래의 접안 기술들의 예를 들면, 대한민국 공개특허 제2011-0113029호에는 접안 선박의 위치정보와 접안 요청 선박의 위치 및 접안 요청 신호를 수신하여 접안 가능 여부를 판단한 후, 접안 가능한 경우 접안 가능 위치를 안내하여 접안을 수행할 수 있도록 하는 '위치기반 센서를 이용한 선박 접안 유도 시스템'을 개시하고 있다.For example, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0113029, the position information of the ship, the position of the ship requested for berthing, and the request signal of the berthing are received and it is determined whether or not berthing is possible. Based navigation system using a position-based sensor, which allows a user to navigate the navigation device by guiding the position of the navigation device.
또한, 대한민국 공개특허 제2013-0067632호(이하, 종래기술 2)에는 GPS 신호를 이용하여 획득한 선박의 위치 정보를 무선 LAN 신호를 통해 수신한 후, 전자 지연 시간을 이용하여 선박과 항만 사이의 거리를 측정하여, 선박의 위치 정보와 획득된 거리 정보를 이용하여 선박의 접안을 유도하는 'GPS 정보와 무선 LAN 신호를 이용한 선박 접안 유도 방법'을 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0067632 (hereinafter referred to as Prior Art 2) discloses a technique of receiving position information of a ship obtained using a GPS signal through a wireless LAN signal, Discloses a method of deriving a ship's berth using GPS information and a wireless LAN signal, which measures the distance and guides the ship's berth using the position information of the ship and the obtained distance information.
상술한 기능을 수행하는 상기 종래 접안 기술들은 선박의 접안을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The conventional mooring techniques for performing the above-mentioned functions provide the effect of efficiently performing the mooring of the ship.
그러나 상술한 종래기술들은 선박의 접안 여부 및 접안 위치만을 확인하여 이를 선박의 운항자 및 도선사들에게 통지해 주기 때문에, 선박의 운항자 및 도선사들에 의해 수작업으로 접안 작업이 수행되어야 하므로 선박 접안의 신속성 및 정확성이 떨어지는 문제점을 가진다.However, the above-mentioned prior arts only confirms whether the ship is docked and the position of the dock, and notifies the operator of the ship and the sailors of the ship so that the operator must manually perform the docking operation by the operator and the sailors. There is a problem that promptness and accuracy are poor.
또한, 선박의 위치 정보와 거리 정보만을 이용하게 되므로, 대형 선박의 경우, 선박의 각 부위까지의 거리 정보만을 식별할 수 있을 뿐 전체 선박의 구조를 식별하는 것이 어려워 정확한 선박의 접안유도가 용이하지 않은 문제점을 갖는다.
In addition, since only the positional information and the distance information of the ship are used, it is difficult to identify the structure of the whole ship only in the case of a large-sized ship, only the distance information to each part of the ship can be identified. .
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 무인항공기를 이용하여 선박의 상부에서 접안 대상 선박을 촬영한 선박 촬영 영상 이미지를 선박으로 전송하면, 선박 내의 선박운항관제서버가 선박의 GPS정보와 자세정보 및 전자해도정보를 이용하여, 전자해도의 축적비율로 축적된 선박 이미지를 현재 선박의 위치와 자세에 대응하도록 전자해도시스템 상에 전자해도에 합성하여 표시하여 줌으로써, 선박 및 선박 주위의 상황을 육안으로 확인하며 접안작업을 수행할 수 있도록 하는 것에 의해, 선박의 접안을 신속하며 정확하게 수행할 수 있도록 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a navigation system and a navigation system, By using the GPS information, the attitude information, and the electronic chart information to synthesize and display the image of the ship, which is accumulated in the accumulation ratio of the electronic charts, on the electronic chart system so as to correspond to the position and posture of the current ship, The present invention is to provide a ship berthing support system and a method thereof using an unmanned aerial vehicle that enables quick and accurate berthing of a ship by visually confirming the surrounding situation and performing a berthing operation.
또한, 본 발명은 무인항공기를 이용하여 선박의 상부에서 접안 대상 선박을 촬영한 후 선박으로 전송하면, 선박 내에서 선박의 GPS정보와 자세정보 및 전자해도정보를 이용하여, 전자해도의 축적 비율로 축적된 선박 이미지를 현재 선박의 위치와 자세에 대응하도록 전자해도 상에 표시하고, 선박의 추력, 예인선의 추력 제어 등의 접안제어를 컴퓨터에 의해 자동으로 수행할 수 있도록 하는 것에 의해, 선박의 접안을 컴퓨터에 의해 자동으로 수행할 수 있도록 하여, 선박의 접안을 더욱 신속하고 정확하며 용이하게 수행할 수 있도록 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, according to the present invention, when a ship subject to berthing is photographed from an upper portion of a ship using an unmanned airplane and then transmitted to a ship, the ship's GPS information, attitude information, The accumulated ship image is displayed on an electronic chart so as to correspond to the current position and posture of the ship, and the tilting control of the ship, thruster control of the tug line, and the like can be automatically performed by the computer, The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a navigation system and a navigation system using the same, which enable a user to perform a navigation of a ship more quickly, accurately and easily.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원시스템은, 접안 대상 선박의 상부에서 위치식별 및 자세 추정을 위한 마커를 가지는 선박을 촬영한 선박 영상 이미지를 선박으로 전송하는 무인항공기; 및 상기 무인항공기로부터 상기 선박 영상 이미지를 수신하여 실사로 출력하고, 상기 선박 영상 이미지에 포함된 마커를 이용하여 상기 선박의 위치와 자세를 추출한 후, 저장된 전자해도 정보와 동일한 축적으로 축적된 선박 이미지를 생성하여, 상기 전자해도 상에 합성하여 출력하는 선박운항관제서버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the above object, the present invention provides an eyepiece support system using an unmanned aerial vehicle, comprising: an unmanned aerial vehicle for transmitting a vessel image captured by a vessel having a marker for position identification and attitude estimation, ; And a control unit for receiving the image of the ship from the unmanned airplane and outputting the image to a real image, extracting the position and the posture of the ship using the marker included in the image of the ship, And a ship navigation control server for synthesizing and outputting the digital map on the electronic chart.
상기 선박운항관제서버는, 선박의 운항을 위한 전자해도정보와 상기 선박의 자세 형상 및 크기 정보를 포함하는 선박정보를 저장하는 선박운항관제DB; 상기 무인항공기로부터 전송된 상기 선박의 촬영 영상 이미지에서 선박의 자세와 위치 식별 중심인 기준점을 가지는 마커 및 선박에서 측정된 선박의 위치정보를 이용하여 선박의 위치, 자세 정보를 추출한 후, 상기 전자해도의 축적에 대응하도록 상기 이미지를 축적하여 상기 전자해도 상의 대응되는 위치에 합성하는 영상처리부; 및 외부와 통신을 수행하는 통신부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The ship navigation control server includes a ship navigation control DB storing electronic ship information for navigation of the ship, and ship information including the posture shape and size information of the ship; The position and attitude information of the ship is extracted from the image of the ship captured from the unmanned airplane using the marker having the reference position as the center of the ship and the position of the ship and the position information of the ship measured on the ship, An image processing unit for accumulating the images so as to correspond to the accumulation of the electronic charts and compositing them at corresponding positions on the electronic chart; And a communication unit for performing communication with the outside.
상기 마커는 상기 선박의 위치정보 기준점을 포함하여, 상기 선박의 선수 및 선미를 식별할 수 있도록 하는 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Wherein the marker includes a position information reference point of the ship so as to identify the bow and stern of the ship.
상기 본 발명의 무인항공기를 이용한 선박의 접안 지원 시스템은, 상기 선박 이미지를 수신한 후 내장된 전자해도 상에 합성하여 출력하는 휴대용 도선지원단말기;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The navigation system for a ship using the unmanned airplane of the present invention may further comprise a portable terminal supporting the terminal after receiving the image of the ship and outputting the combined image on the built-in electronic map.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무인항공기를 이용한 선박의 접안 지원 방법은, 접안 대상 선박의 상부에 위치한 무인항공기가 마커가 포함되도록 상기 선박을 촬영한 후, 촬영된 선박 영상 이미지를 상기 선박의 선박운항관제서버로 전송하는 선박영상촬영과정; 상기 선박운항관제서버가 상기 선박 영상 이미지로부터 상기 마커를 추출하여 상기 선박의 자세를 산출하고, 상기 선박의 위치정보를 이용하여 전자해도 상의 위치를 추출하는 선박 위치와 자세산출과정; 추출된 상기 선박의 전자해도 상의 위치와 자세정보 및 상기 전자해도의 축적정보를 이용하여 상기 전자해도의 축적에 대응하도록 상기 선박 영상 이미지를 축적하여 전자해도 상에 합성될 선박 이미지를 생성하는 선박이미지생성과정; 상기 생성된 선박 이미지를 렌더링하여 상기 전자해도 영상에 합성하는 렌더링과정; 및 상기 선박 이미지가 합성된 영상을 출력하여 접안을 지원하는 전자해도표시 장치에 출력하는 전자해도출력과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of supporting a ship with an unmanned airplane, comprising the steps of: photographing the ship so that the unmanned airplane located at the upper part of the ship to be docked includes the marker; To the ship's flight control server; A ship position and an attitude calculation process in which the ship navigation control server extracts the marker from the ship image image and calculates the attitude of the ship and extracts the position of the electronic chart using the position information of the ship; A vessel image generating means for generating a vessel image to be synthesized on an electronic chart by accumulating the vessel image image so as to correspond to the accumulation of the electronic chart using the position and attitude information on the extracted electronic chart of the ship and the accumulation information of the electronic chart, Generation process; A rendering process of rendering the generated ship image and synthesizing it with the electronic chart image; And outputting the combined image of the ship image and outputting the synthesized image to an electronic chart display device supporting the berth.
또한, 상기 본 발명의 무인항공기를 이용한 선박의 접안 지원 방법은, 상기 무인항공기에서 촬영된 실사의 상기 선박 영상 이미지를 실시간으로 상기 출력하는 선박영상출력과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The method further includes a vessel image output step of outputting the vessel image in real time photographed by the unmanned airplane in real time using the unmanned airplane of the present invention.
상기 선박위치와 자세산출과정은, 상기 마커에 상기 선박의 위치정보 기준점과 상기 선박의 선수 및 선미를 식별하는 식별표를 이용하여 상기 선박의 위치와 자세를 추출하는 과정인 것을 특징으로 한다.
The ship position and posture calculation process is a process of extracting the position and posture of the ship using the position information reference point of the ship on the marker and the identification table identifying the bow and stern of the ship.
상기 선박이미지생성과정은, 상기 선박의 위치와 자세산출과정에서 산출된 선박의 위치와 자세 정보 및 선박운항관제서버에 저장된 선박의 크기 정보를 이용하여 상기 선박의 위치정보 기준점을 중심으로 하는 선박에 대응하는 선박 영상 이미지를 생성한 후, 상기 전자해도의 축적에 대응하여 축적하는 것에 의해 상기 전자해도 상에 합성될 선박 이미지를 생성하는 과정인 것을 특징으로 한다.
The ship image generation process may include generating a ship image based on the position information reference point of the ship using the position and attitude information of the ship calculated in the position and attitude calculation process of the ship and the size information of the ship stored in the ship operation control server And generating a ship image to be synthesized on the electronic chart by accumulating the corresponding ship image image corresponding to the accumulation of the electronic chart after generating the corresponding ship image image.
또한, 상기 본 발명의 무인항공기를 이용한 선박의 접안 지원 방법은, 상기 렌더링과정에서 합성된 선박이미지 정보를 휴대형도선지원단말기로 출력하는 휴대형도선지원단말기출력과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The method further includes a step of outputting the ship image information synthesized in the rendering process to the portable terminal supporting the terminal using the unmanned airplane of the present invention, .
상기 본 발명의 무인항공기를 이용한 선박의 접안 지원 방법은, 선박의 추진 구동력 정보와 예인선 정보를 이용하고, 전자해도 상에서 실시간 운항 정보로 표시되는 선박 이미지 정보를 참조하여 선박의 접안을 자동으로 수행할 수 있도록 제어하는 자동접안지원과정;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
The method for supporting a ship with the unmanned airplane using the unmanned airplane according to the present invention is characterized in that it uses the propulsion driving force information and the tugboat information of the ship and automatically performs the berthing of the ship with reference to the ship image information displayed as real- And an automatic eyepiece supporting process for controlling the automatic eyepiece supporting process to be performed.
상술한 구성의 본 발명은, 무인항공기를 이용하여 선박의 상부에서 접안 대상 선박을 촬영한 후 선박으로 전송하면, 선박 내에서 선박의 GPS정보와 자세정보 및 전자해도정보를 이용하여 전자해도의 축적 비율로 축적된 선박 이미지를 생성한 후, 축적된 선박의 이미지를 현재 선박의 위치와 자세에 대응하도록 전자해도 상에 표시하는 것에 의해, 선박의 접안을 정확하고 신속하며, 적은 비용으로 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.According to the present invention having the above-described configuration, when a ship subject to berthing is photographed from an upper portion of a ship using an unmanned airplane and then transmitted to a ship, accumulation of the electronic chart is performed using the GPS information, attitude information, The vessel's image can be displayed accurately on the electronic chart so as to correspond to the current position and posture of the vessel so that the vessel can be accurately and quickly carried out at a low cost .
또한, 본 발명은 선박의 접안작업을 컴퓨터의 제어에 의해 자동으로 수행할 수 있도록 하는 것에 의해 접안이 정확성 및 신속성을 향상시키고, 접안 비용을 절감시키는 효과를 제공함은 물론, 접안 작업의 안전성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
Further, according to the present invention, it is possible to automatically perform a bare operation of a ship by control of a computer, thereby improving the accuracy and speed of the bare operation and reducing the bare operation cost, Thereby providing an effect of improving the performance.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템(1)의 구성도.
도 2는 도 1의 선박운항관제서버(200)의 기능블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 4는 선박 이미지와 선박 영상 이미지가 출력된 ECDIS 화면을 나타내는 도면.
도 5는 선박이미지 생성과정(S30)을 나타내는 도면.
도 6은 ECDIS 상에서 출력된 선박이미지가 합성된 전자해도를 나타내는 도면.
도 7은 선박 이미지가 합성된 전자해도가 출력된 휴대형 도선지원단말기를 나타내는 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a ship
2 is a functional block diagram of the ship
3 is a flowchart showing a process of a ship berthing support method using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an ECDIS screen on which a ship image and a ship image are outputted.
5 is a view showing a ship image generating process (S30);
6 is a view showing an electronic chart in which a ship image outputted on an ECDIS is synthesized.
7 is a view showing a portable type wire supporting terminal to which an electronic chart synthesized with a ship image is outputted.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ",or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템(1)의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a ship
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 선박 접안 지원 시스템(1)은, 선박의 상부에서 선박(S)을 촬영하는 무인항공기(100), 상기 선박에 탑재되는 ECDIS(Electronic Chart Display and Information System: 전자해도표시정보 시스템)(110) 및 선박운항관제서버(200) 및 휴대용도선지원단말기(300)을 포함하여 구성된다. 상술한 구성의 상기 선박 접안 지원 시스템(1)은, 무선통신 또는 유선 통신을 포함하는 사설 또는 공중통신망을 포함하는 통신망(500)에 접속되어, 무인항공기(100), 선박(S), 휴대용도선지원단말기(300) 및 VTS(Vessel Traffic Service Center)를 포함하는 외부 시스템과 통신을 하도록 구성된다.1, the marine
상기 무인항공기(100)는 선박(S) 촬영을 위한 카메라(101)를 구비하고, 미 도시되어 있으나, GPS 또는 DGPS 등을 이용하여 위치를 식별하기 위한 위치정보식별부 및 외부와 통신을 위한 통신부를 포함하여, 원격 조종에 의해 비행하도록 구성된다.The UAV 100 includes a
상기 ECDIS(110)는 와 선박운항관제서버(200)는 상기 선박(S)의 내부에 장착되어 선박(S)에서 제공하는 유선 또는 무선 통신망을 통해 통신을 수행하도록 구성된다.The ECDIS 110 is configured to perform communication through a wired or wireless communication network installed in the ship S and provided by the ship S and the ship
구체적으로 상기 ECDIS(110)는 컴퓨터를 이용하여 해도정보를 표시하는 전자해도표시시스템(ECDIS: Electronic Chart Display and Information System)으로서, 모니터 화면상에 전자해도(電子海圖,ENC)와 선박의 위치를 표시하는 것에 의해 실제 항해에 사용할 수 있게 만든 항해 시스템이다. 상기 ECDIS(110)는 전자해도 외에 항해자의 항해계획과 항로감시를 돕기 위해 항해용 센서들과 연결되어 매 순간 선박의 위치와 함께 해도정보를 선택적으로 표시하도록 구성된다.Specifically, the ECDIS 110 is an electronic chart display and information system (ECDIS) for displaying information on a still image using a computer. The ECDIS 110 displays an electronic chart (ENC) It is a navigational system that makes it possible to use it for actual navigation by displaying the mark. In addition to the electronic chart, the ECDIS 110 is connected to navigational sensors to assist the navigation plan and navigational surveillance of the navigator, and is configured to selectively display information with the location of the vessel at each moment.
상기 휴대용도선지원단말기(300), 무선인터넷 또는 무선 통신이 가능한 휴대용 단말기로서, ECDIS(110)와 동일한 영상을 출력함으로써 도선사가 선박의 접안을 지시하고 지원할 수 있도록 구성된다.The
상기 VTS(400)는 항만 및 연안해역 등 선박의 교통량이 폭주하거나 항행여건이 불리한 해역에서 운항중인 선박에 대한 안전운항 및 준법항행 여부를 감시하며, 필요 시 이들 선박의 통항을 지도 관리하고, 또한 항행안전정보의 제공을 통해 선박 안전사고를 미연에 방지함으로서 해상에서의 인명과 선박의 안전 및 해양환경을 보호하도록 구성된다.The VTS (400) monitors the safe operation and compliance with the ship operating in a sea area where the traffic volume of the ship such as the port and the coastal area is high or the navigation condition is unfavorable. By providing navigational safety information, it is designed to protect marine life, marine safety and marine environment by preventing ship safety accident in advance.
이를 위해 상술한 VTS(400)는 선박물표를 탐지-추적하고, 소형선박들은 물론 가깝게 인접해 있는 선박들까지 구분하여 탐지하며, 조류의 흐름 등 해상 상태를 탐지하고, 사람을 포함하여 수중에서 움직이는 물체를 탐지하는 레이터(410, RADAR)와, 관제영역을 촬영하는 CCTV(420) 및 운항 중인 선박을 자동으로 식별하는 AIS(Automatic Identification System, 자동식별시스템)(430) 등을 포함하여 구성된다. 상술한 구성의 상기 VTS는 인접 VTS들과 통신을 수행하여, 단독 관제 영역 뿐 아니라, 전체 해역의 선박 운항 상왕을 종합적으로 판단하여 선박들의 운항을 관제하여, 선박 운항에 대한 안전성을 제공한다. 본 발명의 경우 상기 VTS(400)는 선박의 운항 관제 뿐 아니라 자동 접안을 지원하는 기능을 수행한다.For this purpose, the VTS 400 described above detects and tracks vessel schedules, detects small vessels as well as closely adjacent vessels to detect them, detects sea conditions such as tidal currents, A
상기 선박운항관제서버(200)는 상기 ECDIS(110)에 출력된 전자해도정보와 항구 등의 접안지에서의 자동 접안 지원을 위한 상기 선박의 구조, 크기 및 형태 정보를 저장한 후, 상기 무인항공기(100)에서 촬영한 선박의 영상으로부터 선박의 위치정보와 크기를 식별한 후, 전자해도에 합성된 선박 영상을 생성한 후 전자해도와 함께 선박 이미지를 ECDIS(100)의 모니터 상에 출력한다. 또한, 출력된 전자해도와 선박 이미지를 이용하여 자동 접안을 제어하는 구동 신호를 선박의 각 구동제어 수단들에 전송하여, 선박의 구동을 제어하며, 선박의 접안 정보를 외부의 도선사가 휴대하는 PPU(Portable Pilot Unit), IPPA(Innovatiove Portable Pilot Assistance) 등의 휴대용도선지원단말기(300)로 전송하며, 또한, VTS(400)로 전송하는 것에 의해, 선박의 항해 및 접안을 제어할 수 있도록 구성된다.
The ship
도 2는 도 1의 선박운항관제서버(200)의 기능블록도로서, 상술한 기능을 수행하는 상기 선박운항관제서버(200)를 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.FIG. 2 is a functional block diagram of the ship
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 선박운항관제서버(200)는, 상술한 전자해도정보(211)와 선박정보(213)를 저장하는 선박운항관제DB(210)와, 상기 무인항공기(100)의 촬영 선박영상 및 선박의 마커로부터 획득된 위치정보를 이용하여, 선박의 진행 방향을 검출하고, 상기 선박 정보(213)를 이용하여 선박의 마커를 중심으로 선박의 각 선수, 선미 등의 단부의 위치 정보를 산출하는 것에 의해 선박의 자세를 추출하고, 전자해도정보의 축적에 따라, 추출된 선박의 자세 정보에 대하여 동일 축적을 적용하는 것에 의해 전자해도 상에 표시될 축적된 선박 이미지 정보를 생성하며, 생성된 선박 이미지를 전자해도와 렌더링을 수행한 후, 상기 ECDIS(110)로 전송하여 출력하도록 하는 영상처리부(220)와, 외부와 통신을 수행할 수 있도록 하는 통신부(230)를 포함하여 ECDIS(110), 휴대용도선지원단말기(300) 및 VTS(400) 등과 연동하는 서버 컴퓨터 등으로 구성된다. 이 경우, 상기 영상처리부(220)는 증강현실 영상 처리를 수행하도록 구성될 수 있다.2, the ship
또한, 상기 선박운항관제서버(200)는 선박의 추진 구동력 정보와 예인선 정보를 이용하고, 전자해도 상에서 실시간 운항 정보로 표시되는 선박 이미지 정보를 참조하여 선박의 접안을 자동으로 수행할 수 있도록 제어하는 접안지원부(240)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 접안지원부(240)는 선박의 구동력 정보, 예인선의 구동력 정보, 선박의 진행 방향, 목표 접안 위치 등을 종합적으로 분석하여, 최적의 방향 및 추진력으로 접안을 수행할 수 있도록 선박의 추진력을 제어하며, 예인선의 필요 추진력 및 방향 정보를 예인선 또는 도선사의 휴대용도선지원단말기(300)로 전송하는 것에 의해 자동 접안을 지원한다.
In addition, the ship
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이고, 도 4는 선박 이미지와 선박 영상 이미지가 출력된 ECDIS 화면을 나타내는 도면이며, 도 5는 선박이미지 생성과정(S40)을 나타내는 도면이고, 도 6은 ECDIS 상에서 출력된 선박이미지가 합성된 전자해도를 나타내는 도면이며, 도 7은 선박 이미지가 합성된 전자해도가 출력된 휴대형 도선지원단말기를 나타내는 도면이다.
FIG. 3 is a flow chart showing a processing procedure of a method of supporting a ship berthing using an unmanned airplane according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing an ECDIS screen outputting a vessel image and a vessel image, 6 is a view showing an electronic chart in which a ship image outputted on the ECDIS is synthesized, and FIG. 7 is a diagram showing a portable type wire supporting terminal outputting an electronic chart in which a ship image is synthesized .
상술한 도 1 및 도 2의 구성을 가지는 상기 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템에 의한 선박 접안 지원 방법(이하, '선박 접안 지원 방법' 이라 함)을 도 3 및 도 4 내지 도 7을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 3 and 4 to 7, a method of supporting a ship berthing by the ship berthing support system using the unmanned airplane having the configurations shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. Will be described in more detail.
먼저, 도 3을 참조하면, 상기 선박 접안 지원 방법은, 선박영상촬영과정(S10), 선박영상출력과정(S20), 선박위치와 자세산출과정(S30), 선박이미지생성과정(S40), 렌더링과정(S50), 전자해도출력과정(S60), 휴대형도선지원단말기출력과정(S70) 및 자동접안지원과정(S80)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 3, the method of supporting a ship's berthing includes a ship image capturing process S10, a ship image output process S20, a ship position and attitude calculating process S30, a ship image generating process S40, (S50), an electronic chart output process (S60), a portable lead terminal output process (S70), and an automatic riding support process (S80).
상기 선박영상촬영과정(S10)은 접안 대상 선박의 상부에 위치한 무인항공기(100)가 상기 선박(S)을 촬영한 후, 촬영된 선박 영상 이미지를 상기 선박(S)의 선박운항관제서버(200)로 전송하는 과정이다. 상기 과정에서 상기 무인항공기(100)에 의해 촬영된 선박(S)의 영상에는 선박의 GPS 또는 DPGS 좌표의 기준 점이 되며, 선박의 진행 방향을 식별할 수 있도록 하는 마커가 포함된다. 상기 마커의 선박의 상부면에 도색되거나, 특정 물체로 형성되는 등으로 다양한 방법으로 실제적으로 구현될 수 있다.The vessel image capturing process S10 is a process in which the
상기 선박영상출력과정(S20)은 상기 선박촬영과정(S10)에 의해 선박 영상이 전송된 후에, 도 4와 같이, 전송된 선박 영상을 실시간으로 ECDIS(110)에 디스플레이 상에 실사로 표시하는 과정이다. 이는 차후 전자해도 상의 선박 이미지를 실사 영상과 비교하는 것에 의해 운항 ??향 및 속도를 정확히 파악하며, 선박 주위의 다른 선박들 등의 주변 물체들을 식별할 수 있도록 한다.
The vessel image outputting step S20 is a step of displaying the transmitted vessel image in real time on the display on the display in real time as shown in FIG. 4 after the vessel image is transmitted by the vessel photographing step S10 to be. This makes it possible to accurately identify the direction and speed of the ship by comparing the ship image on the electronic chart with the live image, and to identify nearby objects such as other ships around the ship.
상기 선박위치와 자세산출과정(S30)은 상기 선박운항관제서버가 상기 선박 영상 이미지로부터 상기 마커를 추출하여 상기 선박의 자세를 산출하고, 상기 선박의 위치정보를 이용하여 전자해도 상의 위치를 추출하는 과정이다. 구체적으로, 도 5와 같이, 선박을 촬영한 영상에는 선박의 위치정보 식별을 위한 기준점(P)을 포함하여 선박의 위치와 진행방향 및 자세를 확인할 수 있도록 하는 마커(M)가 포함된다. 상기 마커(M)는 선박의 최상부 갑판 상에 도색되거나, 특정 물체로 형상화되어 구현될 수 있다. 상기 선박영상촬영과정(S10)에 의해 촬영된 선박 영상 이미지를 수신한 선박운항관제서버(200)의 영상처리부(220)는 에지검출 등의 영상처리기술을 적용하여, 촬영된 선박의 영상 이미지로부터 마커(M)의 형태와 기준점(P)을 검출한다. 이 후, 기준점(P)에 측정된 위치정보를 부여한다. 다음으로, 선박운항DB(210)에 저장된 선박정보(230)를 이용하여 기준점(P)으로부터 선수, 선미, 선측부 갑판의 시작점과 끝점의 위치를 연산하여 기준점(P)을 원점으로 하는 좌표로 도출한다. 상술한 처리과정에 의해 도 5와 같이, 기준점에 부여된 선박의 위치정보와 선박의 진행 방향을 가지는 선박의 자세 정보닥 도출된다. 또한, 마커(M)의 형태가 분석되어, 마커의 방향과 동일한 방향을 향하도록 좌표축이 설정되고, 선박의 위치정보에 의해 전자해도 상에서의 선박의 위치가 추출된다.In the ship position and posture calculation process (S30), the ship navigation control server extracts the marker from the ship image image to calculate the posture of the ship, and extracts the position of the electronic chart using the position information of the ship Process. Specifically, as shown in FIG. 5, the image taken on the ship includes a marker M for allowing the user to confirm the position, the direction and the posture of the ship including the reference point P for identifying the position information of the ship. The marker M may be painted on the uppermost deck of the ship or embodied as a specific object. The
상술한 선박영상출력과정(S20)과 선박위치와 자세산출과정(S30)에서 정확한 결과의 획득을 위해 상기 무인항공기(100)에 의해 촬영된 선박 영상 이미지는 휘도, 명도, 채도, 에지 등에 대한 보정이 수행될 수 있다.
In order to obtain an accurate result in the ship image output process S20 and the ship position and attitude calculation process S30, the image of the ship image photographed by the
상기 선박이미지생성과정(S40)은 추출된 상기 선박의 전자해도 상의 위치와 자세정보 및 상기 전자해도의 축적정보를 이용하여 상기 전자해도의 축적에 대응하도록 상기 선박 영상 이미지를 축적하여 전자해도 상에 합성될 선박 이미지를 생성하는 과정이다.
The ship image generating step S40 accumulates the ship image image so as to correspond to the accumulation of the electronic chart using the position and attitude information on the extracted electronic chart of the ship and the accumulation information of the electronic chart, This is the process of creating a ship image to be synthesized.
상기 렌더링과정(S50)은 상술한 바와 같이 생성된 선박 이미지는 전자해도 화면과 렌더링되어 합성된다. 이에 의해 실제의 선박의 위치, 항로, 운항속도, 방향을 포함하는 운항 정보를 가지는 선박 이미지가 전자해도 상에 표시될 수 있게 된다.
In the rendering process (S50), the ship image generated as described above is rendered and synthesized with the electronic chart screen. Thus, a ship image having flight information including the actual ship's position, route, speed and direction can be displayed on the electronic chart.
상기 전자해도출력과정(S60)은 상술한 렌더링과정(S50)에서 생성된 전자해도와 렌더링된 선박 이미지를 ECDIS 상에 출력한다. 도 6은 전자해도와 렌더링된 선박 이미지가 전자해도와 함께 표시된 ECDIS 화면을 나타낸다. 도 6의 경우 선박 정보에는 선박의 크기가 가로 100m, 세로 300m인 경우에 대하여, 기준점을 원점으로 하여 선수, 선미 및 양측부 꼭지점들을 좌표로 표시한 것을 나타낸다.
The electronic chart output process S60 outputs the electronic chart generated in the rendering process S50 and the rendered ship image on the ECDIS. 6 shows an ECDIS screen in which the electronic chart and the rendered ship image are displayed together with the electronic chart. In the case of FIG. 6, the ship information indicates the coordinates of the forehead, the stern, and both side vertices with the reference point as the origin, when the size of the ship is 100m in width and 300m in length.
상기 휴대형도선지원단말기출력과정(S70)은 상술한 바와 같이 렌더링되어 전자해도와 합성된 선박 이미지 정보를 원격지의 도선사 등이 휴대하는 휴대형도선지원단말기(300)롤 출력한다. 이에 의해 도선사 등도 선박의 접안 상태를 출력되는 전자해도 화면을 통해 용이하게 식별할 수 있게 된다.
The portable lead supporting terminal outputting process S70 is performed as described above, and the portable
상기 자동접안지원과정(S80)은 상기 선박운항관제서버(200)를 접안지원부(240)를 통해 접안되는 선박의 추진 구동력 정보와 예인선 정보를 이용하고, 전자해도 상에서 실시간 운항 정보로 표시되는 선박 이미지 정보를 참조하여 선박의 접안을 자동으로 수행할 수 있도록 제어하는 과정이다. 상기 자동접안지원과정(S80)에서, 상기 선박운항관제서버(200)의 접안지원부(240)는 선박의 구동력 정보, 예인선의 구동력 정보, 선박의 진행 방향, 목표 접안 위치 등을 종합적으로 분석하여, 최적의 방향 및 추진력으로 접안을 수행할 수 있도록 선박의 추진력을 제어하며, 예인선의 필요 추진력 및 방향 정보를 예인선 또는 도선사의 휴대용도선지원단말기(300)로 전송하는 것에 의해 자동 접안을 지원한다.
The automatic riding support process S80 may be performed by using the propulsion driving force information and the tugboat information of the ship which is straddling the ship
상술한 선박영상촬영과정(S10), 선박영상출력과정(S20), 선박위치와 자세산출과정(S30), 선박이미지생성과정(S40), 렌더링과정(S50), 전자해도출력과정(S60), 휴대형도선지원단말기출력과정(S70) 및 자동접안과정(S80)은 접안 상황 중에는 실시간으로 처리가 진행되거나, 접안 실패를 일으키지 않는 기 설정된 시간 간격으로 수행됨으로써, 선장 운항자, 도선사 등이 ECDIS(110) 화면을 통해 현재 선박의 접안 상태를 실시간으로 확인할 수 있게 된다.
The ship image capturing process S10, the ship image output process S20, the ship position and attitude calculating process S30, the ship image generating process S40, the rendering process S50, the electronic chart output process S60, The portable lead supporting terminal outputting process S70 and the automatic berthing process S80 are performed in real time during the berthing situation or at predetermined time intervals during which the berthing failure does not occur so that the master boat operator, ) You can see the current state of the ship's berth in real time through the screen.
상술한 처리과정 중 본 발명의 선박 접안 지원 방법은 상술한 선박영상촬영과정(S10), 선박영상출력과정(S20), 선박위치와 자세산출과정(S30), 선박이미지생성과정(S40), 렌더링과정(S50) 및 전자해도출력과정(S60) 만으로 구성되거나, 부가적으로 휴대형도선지원단말기출력과정(S70)을 더 포함하거나, 자동 접안과정(S80)을 더 포함하여 구성될 수 있다.The method of supporting a ship's berthing according to the present invention includes the steps of capturing a ship image S10, a ship image outputting process S20, a ship position and attitude calculating process S30, a ship image generating process S40, (S50) and an electronic chart output process (S60), or may additionally include a portable lead terminal output process (S70), or may further include an automatic riding process (S80).
또한, 상술한 자동접안과정(S80) 및 전자해도 상에 표시되는 선박 이미지를 이용한 수동 접안 과정은 모두 VTS(400)와의 협조하에 수행될 수 있다.
In addition, the above-described automatic dazzling process (S80) and the manual dazzling process using the ship image displayed on the electronic chart can all be performed in cooperation with the VTS (400).
이상의 본 발명의 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 방법은, 접안완료판단과정(S90)을 통해 접안완료여부를 판단하여, 접안이 완료될 때까지 반복 수행된다.
The method of supporting the ship's berth using the unmanned airplane of the present invention determines whether or not the berth has been completed through the berth completion judgment process (S90) and is repeated until the berth is completed.
이상의 본 발명의 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템 및 선박 접안 지원 방법은, 무인항공기에서 촬영한 항공 영상과 증강현실을 이용한 이미지 프로세싱기술을 통하여 선박(S)의 위치와 자세를 예측할 수 있고, 타선 및 부두의 위치정보와 정착하고자 하는 배의 위치 및 자세를 실시간으로 계산하여 증강현실로 화면에 표시해 줌으로써 타선 및 부두와의 충돌 위험을 낮출 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 선박의 정박을 정확하고, 신속하며, 안전하게 수행할 수 있도록 하고, 접안 비용을 절감시킨다.
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference characters refer to the same parts throughout the specification and drawings, And the position and posture of the vessel to be settled are displayed on the screen as augmented reality by calculating in real time the position information and the position and posture of the vessel to be settled, thereby reducing the risk of collision with the boat and the wharf. Accordingly, the present invention makes it possible to accurately, quickly, and safely perform anchorage of a ship and reduce the cost of berthing.
본 발명은 상술한 바와 같은 효과에 의해, 접안지원용 해양무선네트워크 기술, 해양 기상정보 기반 본선-예인선 실시간 추정기술 및 정밀측위 기술 등과 접목되어 선박이 항만에 입항할 때, 도선사 탐승 시부터 본선 자력 혹은 예인선을 이용하여 목표선석까지 이동하는 접안업무를 지원하기 이하여, 본선의 제어력 및 예인선단의 제어력을 실시간 추정하여, 선장과 도선사, 그리고 예인선선장 및 육상관리자(Dock Master)에게 동시에 제공하는 시스템을 구축할 수 있도록 한다.
The present invention, combined with marine wireless network technology for marine support, marine weather information base line-tug ship real-time estimation technology, and precision positioning technology, etc., by the above-mentioned effects, enables the ship to enter the harbor, Supporting the docking operation to move to the target berth using a tugboat The following system provides real time estimation of the control force of the ship and the control force of the tugboat line to the master and the pilot, and the tugboat and the dock master simultaneously. To be built.
상기 접안지원용 해양무선네트워크 기술은 부두 근처에서 선박이 입출항하는 경우, 본선과 예인선 그리고 육상이 접안정보를 공유할 수 있도록 하는 기술이다.The above-mentioned marine wireless network technology for the mooring support is a technology that allows the ship, the tugboat and the athlete to share the berth information when the ship comes in and out of the vicinity of the berth.
상기 접안을 위한 상기 해양기상정보 기반 본선-예인선 제어력 실시간 추정기술은, 선박이 입출항 후 부두의 지정된 선석에 이접안을 수행하기 위한, 본선의 엔진/타기 등의 제어력과 예인선들의 예인력의 크기 및 방향을 해양 기상상태를 고려하여 실시간으로 추정하는 기술이다.The above-mentioned marine weather information base line-tug ship control force real-time estimation technique for the berth is a technique for realizing the control of the engine / riding of the main line and the magnitude and direction of the maneuvering force of the tugboat, In real time, taking into account the ocean weather conditions.
상기 정밀측위기술은, 선박의 접안지원 시, 부두와의 충돌을 피하고 안전하게 접안하기 위해 필요한 10cm 이하의 정밀측위를 가능하게 하는 위치계측, 거리계측, 수심계측 등의 기술을 포함하는 측위 기술이다.
The precision positioning technology is a positioning technique that includes techniques such as position measurement, distance measurement, and water depth measurement that enable precise positioning of 10 cm or less, which is necessary for avoiding collision with a quay and safely bouncing, when supporting a ship.
100: 무인항공기 101: 카메라
110: ECDIS 200: 선반운항관제서버
210: 선박운항관제DB 211: 전자해도정보
213: 선박정보 220: 영상처리부
230: 통신부 300: 휴대형도선지원단말기
400: VTS100: unmanned airplane 101: camera
110: ECDIS 200: Shelf Service Control Server
210: Ship navigation control DB 211: Electronic chart information
213: Ship information 220: Image processing unit
230: communication unit 300: portable lead wire terminal
400: VTS
Claims (10)
상기 무인항공기로부터 상기 선박 영상 이미지를 수신하여 실사로 출력하고, 상기 선박 영상 이미지에 포함된 마커를 이용하여 상기 선박의 위치와 자세를 추출한 후, 저장된 전자해도 정보와 동일한 축적으로 축적된 선박 이미지를 생성하여, 상기 전자해도 상에 합성하여 출력하는 선박운항관제서버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템.
An unmanned airplane for transmitting a vessel image image of a vessel having a position information reference point of the vessel and a marker having a marker including the attitude information of the vessel to the vessel for position identification and attitude estimation at an upper portion of the vessel to be berth; And
The navigation system receives the image of the ship from the unmanned airplane and outputs the image to a real image, extracts the position and posture of the ship using the marker included in the image of the ship, And a ship navigation control server for generating and outputting the satellite navigation map on the electronic chart.
선박의 운항을 위한 전자해도정보와 상기 선박의 자세 형상 및 크기 정보를 포함하는 선박정보를 저장하는 선박운항관제DB;
상기 무인항공기로부터 전송된 상기 선박의 촬영 영상 이미지에서 선박의 자세와 위치 식별 중심인 기준점을 가지는 마커 및 선박에서 측정된 선박의 위치정보를 이용하여 선박의 위치, 자세 정보를 추출한 후, 상기 전자해도의 축적에 대응하도록 상기 이미지를 축적하여 상기 전자해도의 대응되는 위치에 합성하는 영상처리부; 및
외부와 통신을 수행하는 통신부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템.
The ship management system according to claim 1,
A ship navigation control DB for storing electronic chart information for navigation of a ship and information on the ship including posture shape and size information of the ship;
The position and attitude information of the ship is extracted from the image of the ship captured from the unmanned airplane using the marker having the reference position as the center of the ship and the position of the ship and the position information of the ship measured on the ship, Accumulating the images so as to correspond to the accumulation of the electronic charts; And
And a communication unit for communicating with the outside of the vessel.
상기 선박의 이미지를 수신한 후 내장된 전자해도 상에 합성하여 출력하는 휴대용 도선지원단말기;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a portable lead supporting terminal for receiving an image of the ship and synthesizing the combined image on a built-in electronic chart, and outputting the synthesized image.
상기 선박운항관제서버가 상기 선박 영상 이미지로부터 상기 마커를 추출하여 상기 선박의 자세를 산출하고, 상기 선박의 위치정보를 이용하여 전자해도 상의 위치를 추출하는 선박 위치와 자세산출과정;
추출된 상기 선박의 전자해도 상의 위치와 자세정보 및 상기 전자해도의 축적정보를 이용하여 상기 전자해도의 축적에 대응하도록 상기 선박 영상 이미지를 축적하여 전자해도 상에 합성될 선박 이미지를 생성하는 선박이미지생성과정;
상기 생성된 선박 이미지를 렌더링하여 상기 전자해도 영상에 합성하는 렌더링과정; 및
상기 선박 이미지가 합성된 영상을 출력하여 접안을 지원하는 전자해도표시 장치에 출력하는 전자해도출력과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 방법.
The vessel is photographed so that the unmanned airplane located at the upper part of the berth of the berthing vessel includes the positional information reference point of the vessel and the marker including the attitude information of the vessel for position identification and attitude estimation of the vessel, To the ship navigation control server of the ship;
A ship position and an attitude calculation process in which the ship navigation control server extracts the marker from the ship image and calculates a posture of the ship and extracts the position of the electronic chart using the position information of the ship;
A vessel image generating means for generating a vessel image to be synthesized on an electronic chart by accumulating the vessel image image so as to correspond to the accumulation of the electronic chart using the position and attitude information on the extracted electronic chart of the ship and the accumulation information of the electronic chart, Generation process;
A rendering process of rendering the generated ship image and synthesizing it with the electronic chart image; And
And outputting the combined image of the ship image and outputting the synthesized image to an electronic chart display device supporting the berth.
상기 무인항공기에서 촬영된 실사의 상기 선박 영상 이미지를 실시간으로 상기 출력하는 선박영상출력과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 방법.
The method of claim 5,
Further comprising a vessel image output step of outputting the vessel image in real time photographed by the unmanned airplane in real time.
상기 마커에 포함되는 상기 선박의 위치정보 기준점과 상기 선박의 방향을 식별하는 식별표를 이용하여 상기 선박의 위치와 자세를 추출하는 과정인 것을 특징으로 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 방법.
[6] The method of claim 5,
And a step of extracting a position and a posture of the ship using the position information reference point of the ship included in the marker and the identification table identifying the direction of the ship.
상기 선박의 위치와 자세산출과정에서 산출된 선박의 위치와 자세 정보 및 선박운항관제서버에 저장된 선박의 크기 정보를 이용하여 상기 선박의 위치정보 기준점을 중심으로 하는 선박에 대응하는 선박 영상 이미지를 생성한 후, 상기 전자해도의 축적에 대응하여 축적하는 것에 의해 상기 전자해도 상에 합성될 선박 이미지를 생성하는 과정인 것을 특징으로 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 방법.
[6] The method of claim 5,
A ship image corresponding to the ship centered on the positional information reference point of the ship is generated using the position and attitude information of the ship calculated in the position and attitude calculation process of the ship and the size information of the ship stored in the ship operation control server And generating a ship image to be synthesized on the electronic chart by accumulating the electronic chart corresponding to the accumulation of the electronic chart.
상기 렌더링과정에서 합성된 선박이미지 정보를 휴대형도선지원단말기로 출력하는 휴대형도선지원단말기출력과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 방법.
The method of claim 5,
And outputting the combined ship image information to the portable lead supporting terminal in the rendering process. The method of claim 1, further comprising:
상기 선박의 추진 구동력 정보와 예인선 정보를 이용하고, 전자해도 상에서 실시간 운항 정보로 표시되는 선박 이미지 정보를 참조하여 선박의 접안을 자동으로 수행할 수 있도록 제어하는 자동접안지원과정;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 이용한 선박 접안 지원 방법.The method of claim 5,
And an automatic riding support process of using the propulsion driving force information and the tugboat information of the ship to automatically control the riding of the ship with reference to the ship image information displayed on the electronic chart as real-time operational information, Wherein said method comprises the steps of:
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