KR101695899B1

KR101695899B1 - 해양감시 시스템

Info

Publication number: KR101695899B1
Application number: KR1020160000978A
Authority: KR
Inventors: 강영신; 구삼옥; 박범진; 유창선; 조암
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2017-01-23
Also published as: WO2017115947A1

Abstract

비행체를 이용한 해양감시 시스템이 개시되어 있다.
개시된 비행체를 이용한 해양감시 시스템은 유인 또는 무인 선박에 장착되어, 주변의 특정 선박의 선박자동식별유닛에서 발신되는 선박식별정보를 수신하는 수신유닛; 상기 유인 또는 무인 선박에 장착된 촬영유닛에 의해 촬영된 영상정보를 전기신호로 변환하되, 주간영상 센서나 적외선 센서, SAR(Synthetic Aperture Radar, 합성개구레이더), LiDAR 등의 전파를 이용한 시현장치 중 어느 하나로 되는 영상센서; 상기 수신유닛과 영상센서로부터 수신되는 두 정보를 융합하여 디스플레이부에 특정 선박의 영상과 그 선박의 식별정보를 중첩해서 출력되도록 제어하는 제어부;로 이루어지되, 상기 제어부는 상기 유인 또는 무인 선박에 설치됨을 더 포함하며, 상기 디스플레이부에 출력되는 영상은 실시간으로 선박영상의 화질을 개선하여 안개를 제거하거나, 영상의 흔들림을 보정하는 보정유닛이 구비됨을 더 포함하고, 상기 디스플레이부에는 상기 영상센서의 근접 영역 내에 위치한 단일 또는 다수의 선박이 출력됨을 더 포함하며, 상기 선박식별유닛으로부터 받은 선박의 위치와 선박의 진행방향이 도시되는 전자지도를 더 포함하되, 전자지도 상에서 해당 선박을 마우스나 화면터치 방식으로 선택하는 경우 선박식별유닛으로부터 확득한 선박 이름을 포함하는 하나 이상의 정보가 출력되며, 이와 함께, 비행체의 위치와 진행방향이 도시되고, 비행체의 영상센서가 지향하는 목표점도 도시되는 것을 특징으로 한다.

Description

해양감시 시스템{Maritime surveillance system}

본 발명은 비행체 또는 선박을 이용한 해양감시 시스템에 관한 것이다.

특히, 선박의 식별장치를 탑재한 무인 또는 유인 비행체로부터 영상과 선박식별정보를 동시에 수신한 후, 두 정보를 융합하여 디스플레이부에 출력함에 따라 선박의 식별을 용이하게하여 불법어업감시 및 재난상황의 대응을 신속하게 할 수 있는 해양감시 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 해양 감시는 해양수산부의 어업지도선 또는 해양경찰의 연안경비선등 대형 선박에 의해 수행되거나 항공기를 이용하는 경우 조종사의 육안 또는 카메라에 의해 수동으로 수행된다.

또한, 대형선박에 의무적으로 장착해야 하는 선박식별장치인 AIS(Automatic Identification System)를 헬리콥터에도 장착하여 조종사가 비행을 하면서 불법적인 활동이 의심스럽거나 위급한 선박을 식별하고 있다. 이 경우 AIS 신호를 통해 받은 선박의 위치와 카메라에 찍힌 선박의 위치를 대조해서 해당 선박을 수동으로 식별하므로 신속하게 식별작업을 수행하기에 어려움이 있었다.

또한, 현재 운용중인 무인기는 실시간 영상을 확보하기 위한 카메라를 탑재하여 목표지점과 근처의 목표물을 탐색, 추적하는 임무를 주로 수행하고, 획득한 영상정보는 무선통신을 통해 지상통제시스템으로 전송하면, 지상의 통제소에서 카메라 영상을 통해 목표의 상황을 분석한다.

그러나, 해상에서의 무인기 운용시 해무나 안개 등으로 인해 획득된 영상의 화질이 저하되며, 이로 인해 정확하고 선명한 영상정보를 획득하는데 어려움이 있고, 특히 해상의 선박이 불법어업 등의 활동을 하거나, 허가없이 외국 국적의 선박이 영해를 침입하는 경우 제대로 식별하기가 곤란하였다.

선행문헌 1 : 공개특허공보 제10-2015-0064909호(공개일:2015년 06월 12일)

본 발명의 목적은, 선박의 식별장치를 탑재한 무인 또는 유인 비행체로부터 영상과 선박식별정보를 동시에 수신한 후, 두 정보를 융합하여 디스플레이부에 출력함에 따라 선박의 식별을 용이하게하여 불법어업감시 및 재난상황의 대응을 신속하게 할 수 있는 해양감시 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적에 따라, 유인 또는 무인 선박에 장착되어, 주변의 특정 선박의 선박자동식별유닛에서 발신되는 선박식별정보를 수신하는 수신유닛; 상기 유인 또는 무인 선박에 장착된 촬영유닛에 의해 촬영된 영상정보를 전기신호로 변환하되, 주간영상 센서나 적외선 센서, SAR(Synthetic Aperture Radar, 합성개구레이더), LiDAR 등의 전파를 이용한 시현장치 중 어느 하나로 되는 영상센서; 상기 수신유닛과 영상센서로부터 수신되는 두 정보를 융합하여 디스플레이부에 특정 선박의 영상과 그 선박의 식별정보를 중첩해서 출력되도록 제어하는 제어부;로 이루어지되, 상기 제어부는 상기 유인 또는 무인 선박에 설치됨을 더 포함하며, 상기 디스플레이부에 출력되는 영상은 실시간으로 선박영상의 화질을 개선하여 안개를 제거하거나, 영상의 흔들림을 보정하는 보정유닛이 구비됨을 더 포함하고, 상기 디스플레이부에는 상기 영상센서의 근접 영역 내에 위치한 단일 또는 다수의 선박이 출력됨을 더 포함하며, 상기 선박식별유닛으로부터 받은 선박의 위치와 선박의 진행방향이 도시되는 전자지도를 더 포함하되, 전자지도 상에서 해당 선박을 마우스나 화면터치 방식으로 선택하는 경우 선박식별유닛으로부터 확득한 선박 이름을 포함하는 하나 이상의 정보가 출력되며, 이와 함께, 비행체의 위치와 진행방향이 도시되고, 비행체의 영상센서가 지향하는 목표점도 도시되는 것을 특징으로 하는 해양감시 시스템이 제공된다.

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본 발명은, 바람직하게, 상기 선박식별정보는 선박의 제원정보, 동적정보 및 항해정보를 포함할 수 있다.

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본 발명은, 바람직하게, 상기 제어부는, 상기 선박자동식별유닛의 GPS위치를 수신하고, 수신된 GPS 위치의 좌표계를 상기 디스플레이부의 좌표계에 정렬함으로써 특정 선박의 영상과 그 선박의 식별정보를 중첩해서 출력되도록 할 수 있다.

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이상의 본 발명은 선박의 식별장치를 탑재한 무인 또는 유인 비행체로부터 영상과 선박식별정보를 동시에 수신한 후, 두 정보를 융합하여 디스플레이부에 출력함에 따라 선박을 용이하게 식별할 수 있고, 나아가 불법어업감시 및 재난상황의 대응을 신속하게 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해양감시 시스템의 블록도
도 2는 본 발명에 따른 해양감시 시스템에 있어서, 수신유닛과 영상센서로부터 수신되는 두 정보를 융합하기 위한 흐름도
도 3은 본 발명에 따른 온-보드방식의 해양감시 시스템 구성도
도 4는 본 발명에 따른 오프-보드방식의 해양감시 시스템 구성도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 비행체를 이용한 해양감시 시스템의 블록도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 해양감시 시스템은, 유인 또는 무인 비행체(1)에 장착되어, 특정 선박의 선박식별유닛(2)에서 발신되는 선박식별정보를 수신하는 수신유닛(100)과, 상기 유인 또는 무인 비행체에 장착된 촬영유닛(110)에 의해 촬영된 영상정보를 전기신호로 변환하는 영상센서(200)와, 상기 수신유닛(100)과 영상센서(200)로부터 수신되는 두 정보를 융합하여 디스플레이부(3)에 특정 선박의 영상과 그 선박의 식별정보를 중첩해서 출력되도록 제어하는 제어부(300);를 포함한다.

여기서, 상기 해양감시 시스템은 비행체(1)에 장착될 수 있고, 또는 선박(미도시)에 설치될 수도 있으나, 본원에서는 비행체(1)에 설치된 것을 주 예로 하여 설명하기로 한다.

상기한 선박식별유닛(2)은 길이 45m 이상 또는 국제적인 항해를 하는 대형선박에 의무장착하도록 되어있는 AIS(Automatic Identification System) 또는 소형어선의 자동 출입항 신고를 위해 의무 장착하도록 되어있는 V-PASS 시스템으로 구성될 수 있다. 이 시스템은 AIS, V-PASS 중 어느 하나 또는 이들 모두 및 기타 시스템이 다중으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 영상센서(200)는 일반 주간영상 센서나 적외선 센서 이외에도, SAR(Synthetic Aperture Radar, 합성개구레이더)나 LiDAR 등의 전파를 이용한 시현장치도 포함될 수 있다.

또한, 상기 제어부(300)는 상기 수신유닛(100)과 영상센서(200)로부터 수신되는 두 정보를 융합하여 출력해 주는 역할을 하게 되는데, 이때, 융합과정의 아래와 같다.

즉, 도 2에서와 같이, 상기 선박식별유닛(2)의 GPS위치를 수신하고, 수신된 3차원의 GPS 위치의 좌표계를 상기 2차원의 디스플레이부(3)의 좌표계에 정렬함으로써 특정 선박의 영상과 그 선박의 식별정보를 중첩해서 출력되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 디스플레이부(3)에는 상기 영상센서(200)의 근접 영역 내에 위치한 단일 또는 다수의 선박이 출력되도록 할 수 있다. 이는 영상센서(200)의 근접 영역을 넓게 또는 좁게 설정함으로써 구현될 수 있다.

그리고, 디스플레이부(3)에 출력되는 정보는 상기 영상센서(200)로부터 획득한 선박의 영상만을 도시하거나, 선박식별유닛(2)으로부터 획득된 선박식별정보를 융합하여 선박영상에 포개어서 도시할 수 있다. 이때, 상기 디스플레이부(3)에 출력되는 영상은 실시간으로 선박영상의 화질을 개선하여 안개를 제거하거나, 영상의 흔들림을 보정하는 보정유닛(미도시)이 구비되어 선명한 영상을 출력할 수 있다.

또한, 상기 선박식별유닛(2)으로부터 받은 선박의 위치와 선박의 진행방향을 전자지도(4)상에 도시할 수도 있다.

이때, 상기 전자지도(4) 상에서 해당 선박을 마우스나 화면터치 방식으로 선택하는 경우 선박식별유닛(2)으로부터 획득한 선박 이름을 포함하는 하나 이상의 정보를 선택적으로 출력할 수 있다. 이와 함께 비행체의 위치와 진행방향이 도시되고, 비행체의 영상센서(200)가 지향하는 목표점의 위치도 지도상에 도시될 수 있다.

상기 영상센서(200)가 목표물 추적(target tracking)기능을 가지고 있는 경우 전자지도(4)상에 목표물이 움직이는 위치를 실시간으로 도시할 수도 있다. 만약 지상의 제어부(300)가 있는 경우 통제실의 위치와 지상통신안테나의 위치도 전자지도상에 도시될 수 있다.

또한, 전자지도(4)상에서 관심 선박을 지정하는 경우 색상을 변경하여 해당 선박의 위치를 계속 도시할 수 있고, 전자지도(4)상에 도시되지 않는 선박, 즉, 선박식별유닛(2)이 인지하지 못하는 선박은 전자지도(4)상에서 마우스나 화면터치로 카메라의 목표점을 클릭하는 경우 특정한 기호를 표시하여 지도상에 위치를 도시할 수 있으며, 이를 통해 선박식별유닛(2)이 동작하지 않는 여러 척의 선박을 동시에 모니터링할 수도 있다.

또한, 전자지도(4) 상에서 마우스나 화면터치를 통해 목표를 지정하는 경우 카메라는 지정된 좌표점으로 카메라를 향하도록 할 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시예는 아래와 같이 다양하게 적용될 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 유인비행체(1)에 시스템을 탑재하여 비행체에 탑승한 조종사 혹은 감시요원이 영상정보와 전자지도정보를 모니터링하는 온-보드(On-board) 방식이 적용될 수 있다.

이와는 달리 도 4에 도시된 바와 같이, 비행체(1)에서 획득한 영상정보와 선박식별정보를 무선신호로 지상통제소로 전달한 후 지상에서 모니터링하는 오프-보드(off-board) 방식도 적용할 수 있다. 이때 사용되는 비행체는 유인기, 또는 무인기가 사용될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 비행체 2 : 선박식별유닛
3 : 디스플레이부 4 : 전자지도
100 : 수신유닛 200 : 영상센서
300 : 제어부

Claims

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유인 또는 무인 선박에 장착되어, 주변의 특정 선박의 선박자동식별유닛에서 발신되는 선박식별정보를 수신하는 수신유닛;
상기 유인 또는 무인 선박에 장착된 촬영유닛에 의해 촬영된 영상정보를 전기신호로 변환하되, 주간영상 센서나 적외선 센서, SAR(Synthetic Aperture Radar, 합성개구레이더), LiDAR 등의 전파를 이용한 시현장치 중 어느 하나로 되는 영상센서;
상기 수신유닛과 영상센서로부터 수신되는 두 정보를 융합하여 디스플레이부에 특정 선박의 영상과 그 선박의 식별정보를 중첩해서 출력되도록 제어하는 제어부;로 이루어지되,
상기 제어부는 상기 유인 또는 무인 선박에 설치됨을 더 포함하며,
상기 디스플레이부에 출력되는 영상은 실시간으로 선박영상의 화질을 개선하여 안개를 제거하거나, 영상의 흔들림을 보정하는 보정유닛이 구비됨을 더 포함하고,
상기 디스플레이부에는 상기 영상센서의 근접 영역 내에 위치한 단일 또는 다수의 선박이 출력됨을 더 포함하며,
상기 선박자동식별유닛으로부터 받은 선박의 위치와 선박의 진행방향이 도시되는 전자지도를 더 포함하되, 전자지도 상에서 해당 선박을 마우스나 화면터치 방식으로 선택하는 경우 선박자동식별유닛으로부터 확득한 선박 이름을 포함하는 하나 이상의 정보가 출력되며, 이와 함께, 비행체의 위치와 진행방향이 도시되고, 비행체의 영상센서가 지향하는 목표점도 도시되는 것을 특징으로 하는 해양감시 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 선박식별정보는 선박의 제원정보, 동적정보 및 항해정보를 포함하는, 해양감시 시스템.
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청구항 6에 있어서,
상기 제어부는, 상기 선박자동식별유닛의 GPS위치를 수신하고, 수신된 GPS 위치의 좌표계를 상기 디스플레이부의 좌표계에 정렬함으로써 특정 선박의 영상과 그 선박의 식별정보를 중첩해서 출력되도록 한, 해양감시 시스템.
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