KR101864570B1

KR101864570B1 - 전기 추진 선박의 관리 장치

Info

Publication number: KR101864570B1
Application number: KR1020180011182A
Authority: KR
Inventors: 이응태
Original assignee: 이응태
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2018-06-04

Abstract

전기 추진 선박의 관리 장치가 개시된다. 전기 추진 선박의 관리 장치는, 입출력 수단을 포함하는 사용자 인터페이스부, 배터리의 배터리 잔량을 실시간으로 측정하는 모니터링부, 현재 위치를 실시간으로 파악하는 위치파악부 및 측정된 배터리 잔량 및 파악된 현재 위치를 이용하여 모터 및 배터리를 제어하는 제어부를 포함하되, 제어부는, 사용자 인터페이스부를 통해 사용자로부터 목표 지점을 입력받아 위치파악부를 통해 파악된 현지점부터 목표 지점까지의 경로를 설정하고, 모니터링부에 의하여 측정된 현재 배터리 잔량이 설정된 경로의 운항에 필요한 전력량에 상응한지 여부를 확인하여 현재 배터리 잔량이 충분한지 여부를 판단하고, 현재 배터리 잔량이 불충분한 경우, 배터리의 전력 공급을 차단하고, 사용자 인터페이스부를 통해 충전 요청 메시지를 출력하고, 현재 배터리 잔량이 충분한 경우, 현재 배터리 잔량에 따른 제어를 수행한다.

Description

전기 추진 선박의 관리 장치{Apparatus for managing a electric propulsion ship}

본 발명은 전기를 동력으로 운항하는 전기 추진 선박의 관리 장치에 관한 것이다.

각종 선박을 추진하는 수단으로 각종 추진기가 이용되고 있다. 예를 들어, 디젤 엔진 및 가솔린 엔진 등 석유 자원을 소모하는 추진 기관에서 생성된 동력에 의해 스크류가 회전될 수 있다. 그리고, 이때의 스크류의 회전으로 선박은 추진하게 된다. 그런데, 화석 연료를 사용하는 엔진의 경우 화석 연료가 연소되는 과정에서 발생되는 배출 가스와 기관에서 발생하는 기름찌꺼기 및 기름의 유출로 인해 해상 환경이 오염되는 문제가 있다.

근래 환경 오염에 대한 심각성으로 인해 화석 연료의 사용으로 인해 유발되는 오염 물질을 최소화시키는 방안이 필요하다. 일예로, 전기를 이용해서 추진하는 전기 추진 선박이 고려될 수 있다. 이와 관련하여, 한국등록특허공보 제1091759호에는 직선 승강식 선미 추진 장치가 개시되고 있으나, 선박의 추진에 엔진이 사용되므로 전술한 바와 같은 환경 오염의 문제가 있다.

한국등록특허공보 제1091759호

본 발명은 전기를 동력으로 운항하는 전기 추진 선박의 관리 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 추진 스크류를 회전시키키는 모터 및 상기 모터에 전력을 공급하는 충전식 배터리를 구비한 전기 추진 선박의 관리 장치가 개시된다.

본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박의 관리 장치는, 입출력 수단을 포함하는 사용자 인터페이스부, 상기 배터리의 배터리 잔량을 실시간으로 측정하는 모니터링부, 현재 위치를 실시간으로 파악하는 위치파악부 및 상기 측정된 배터리 잔량 및 상기 파악된 현재 위치를 이용하여 상기 모터 및 상기 배터리를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 사용자 인터페이스부를 통해 사용자로부터 목표 지점을 입력받아 상기 위치파악부를 통해 파악된 현지점부터 상기 목표 지점까지의 경로를 설정하고, 상기 모니터링부에 의하여 측정된 현재 배터리 잔량이 상기 설정된 경로의 운항에 필요한 전력량에 상응한지 여부를 확인하여 상기 현재 배터리 잔량이 충분한지 여부를 판단하고, 상기 현재 배터리 잔량이 불충분한 경우, 상기 배터리의 전력 공급을 차단하고, 상기 사용자 인터페이스부를 통해 충전 요청 메시지를 출력하고, 상기 현재 배터리 잔량이 충분한 경우, 상기 현재 배터리 잔량에 따른 제어를 수행하며, 상기 현재 배터리 잔량에 따른 제어는, 상기 현재 배터리 잔량이 미리 설정된 임계 설정량 미만이면, 상기 모터의 출력이 전력 소모 대비 운항 거리가 긴 최적 출력이 되도록 상기 모터를 제어하며, 사용자에 의하여 입력되는 지령 출력이 무시되고 상기 최적 출력이 유지하도록 상기 모터가 제어되거나, 상기 지령 출력이 상기 최적 출력을 초과하는 경우에만 강제적으로 상기 모터의 출력이 상기 최적 출력이 되도록 상기 모터가 제어되고, 상기 현재 배터리 잔량이 상기 임계 설정량 이상이면, 상기 사용자에 의한 수동 제어가 이루어지도록 상기 모터의 출력 제어에 관여하지 않으며, 상기 현재 배터리 잔량이 미리 설정된 경계 설정량 미만이면, 상기 현재 배터리 잔량이 얼마 남지 않았음을 알리는 경고 메시지를 출력하고, 상기 현재 배터리 잔량이 미리 설정된 최소 배터리 잔량이 되면, 상기 배터리의 전력 공급을 차단하고, 충전 요청 메시지를 출력하는 것이다.

상기 제어부는, 상기 위치 파악부에 의하여 파악되는 현재 위치를 이용하여 상기 전기 추진 선박이 상기 설정된 경로에서 이탈하였는지 여부를 판단하고, 상기 전기 추진 선박이 상기 설정된 경로에서 이탈한 경우, 상기 이탈을 알리는 경고 메시지를 출력한다.

상기 제어부는, 상기 전기 추진 선박이 설정된 경로로 복귀하지 않는 경우, 현재 배터리 잔량을 확인하고, 상기 확인된 배터리 잔량으로 운항 가능한 거리를 산출하고, 상기 산출된 운항 가능한 거리를 이용하여 현재 배터리 잔량으로 목표 지점까지 운항 가능한지 여부를 판단하고, 상기 목표 지점까지 운항이 불가능한 경우, 상기 배터리의 전력 공급을 차단하여 상기 전기 추진 선박을 정지시키고, 목표 지점 재입력 요청 메시지를 출력하고, 상기 목표 지점이 재입력되면, 상기 현지점부터 재입력된 목표 지점까지의 경로를 설정하여 경로를 재설정하고, 상기 모니터링부에 의하여 측정된 현재 배터리의 잔량이 상기 재설정된 경로의 운항에 필요한 전력량에 상응한지를 확인하여 상기 재설정된 경로를 운항하기 위한 배터리 잔량이 충분한지 여부를 판단하고, 상기 배터리 잔량이 충분한 경우, 상기 차단된 배터리의 전력 공급이 재개되도록 상기 배터리의 전력 공급 차단을 해제하며, 상기 현재 배터리 잔량에 따른 제어를 수행한다.

상기 전기 추진 선박의 4방 각각에 설치되는 4개의 카메라를 포함하며, 상기 4개의 카메라를 이용하여 상기 전기 추진 선박의 4방의 영상을 획득하는 카메라부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 영상을 분석하여 상기 전기 추진 선박 주변의 물체를 모니터링한다.

상기 제어부는 상기 전기 추진 선박으로부터 미리 설정된 거리에 따라 상기 전기 추진 선박과 근접한 순으로 설정된 위험 영역, 경계 영역 및 감시 영역을 이용하여, 상기 전기 추진 선박과 상기 물체 간의 거리를 추정하며, 상기 위험 영역, 상기 경계 영역, 상기 감시 영역 및 상기 감시 영역의 외부인 안전 영역은 순서대로 화면의 테두리 영역에서 중심 영역으로 미리 설정된 거리에 따라 화면에 표시된다.

상기 제어부는, 상기 전기 추진 선박 주변의 영상을 초당 제1 개수의 영상 프레임으로 획득하고, 상기 획득된 초당 제1 개수의 영상 프레임들의 연속된 영상 프레임 간 변화를 모니터링하여 상기 감시 영역에 물체가 출현하는지 여부를 판단하고, 상기 감시 영역에 물체가 출현한 경우, 상기 물체 출현을 알리는 메시지를 출력하되, 상기 물체가 화면 상에서 상기 안전 영역에서 상기 감시 영역으로 이동하거나, 상기 안전 영역에서 크기가 커져 상기 감시 영역을 침범하여 표시되는 경우, 상기 물체가 상기 감시 영역에 출현한 것으로 판단한다.

상기 제어부는, 상기 연속된 영상 프레임 간 물체 크기 변화율로부터 물체의 접근 속도를 추정하여 상기 감시 영역에 출현한 물체가 접근 중인지 여부를 판단하고, 접근 중인 것으로 판단되는 경우, 물체의 접근을 알리는 메시지를 출력하고, 상기 접근 중인 물체가 상기 감시 영역에서 상기 경계 영역으로 진입하는지 여부를 판단하여 상기 물체가 상기 경계 영역으로 진입한 것으로 판단되는 경우, 상기 물체가 상기 경계 영역으로 진입함을 알리는 메시지를 출력하고, 상기 전기 추진 선박 주변의 영상을 초당 제2 개수의 영상 프레임으로 획득하고, 상기 획득된 초당 제2 개수의 영상 프레임을 분석하되, 상기 제2 개수는 상기 제1 개수보다 크다.

상기 제어부는, 상기 초당 제2 개수의 영상 프레임을 분석하여 상기 경계 영역에 진입한 물체가 접근 중인지 여부를 판단하고, 상기 물체가 접근 중인 경우 상기 물체의 접근을 알리는 메시지를 출력하고, 상기 접근 중인 물체가 상기 경계 영역에서 상기 위험 영역에 근접한지 여부를 판단하여 상기 물체가 상기 위험 영역으로 근접한 것으로 판단되는 경우, 상기 전기 추진 선박의 조타각 또는 속도에 대한 제어 요청 메시지를 출력하되, 상기 물체가 전방 또는 후방에서 접근하는 경우, 좌측 또는 우측으로 방향을 전환하라는 조타각 제어 요청 메시지를 출력하고, 상기 물체가 측면으로 접근하는 경우, 속도를 증가시키라는 속도 제어 요청 메시지를 출력하고, 상기 제어부가 상기 전기 추진 선박의 조타각 및 속도를 직접 제어하도록 구현된 경우, 상기 조타각 또는 상기 속도를 제어하면서, 제어 상황을 알리는 메시지를 출력한다.

상기 제어부는, 상기 초당 제2 개수의 영상 프레임을 분석하여 상기 경계 영역에 진입한 물체가 접근 중인지 여부를 판단하고, 상기 물체가 접근 중이지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 물체가 횡방향으로 이동하는지 여부를 판단하고, 상기 물체가 횡방향으로 이동하는 경우, 상기 배터리의 전력 공급을 일정시간 동안 차단하여 상기 전기 추진 선박을 정지시키고, 대기 요청 메시지를 출력하되, 상기 물체가 전방에서 횡방향으로 이동하는 경우에만, 상기 전기 추진 선박을 정지시키거나, 상기 물체가 전방 및 측면에서 횡방향으로 이동하는 경우에만, 상기 전기 추진 선박을 정지시키며, 상기 물체가 후방에서 횡방향으로 이동하는 경우, 상기 전기 추진 선박의 속도가 증가되도록 제어한다.

상기 배터리는 주배터리 및 비상 배터리를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 주배터리의 잔량을 모니터링하여 상기 주배터리의 잔량이 미리 설정된 경계 설정량 이하인지 여부를 판단하고, 상기 주배터리의 잔량이 미리 설정된 경계 설정량 이하인 경우, 경계 모드로 진입하되, 상기 경계 모드로 진입하면, 상기 주배터리의 잔량이 경계 설정량 밑으로 떨어졌음을 알리는 경고 메시지를 출력하고, 사용자에 의한 수동 제어를 무시하고 전력 소모 대비 운항 거리가 긴 최적 출력을 강제로 유지한다.

상기 경계 설정량은 배터리 완충량의 20%로 설정되거나, 현지점에서 가장 근접한 항구까지 운한 가능한 배터리 전력량이다.

상기 제어부는, 상기 위치파악부를 통해 실시간으로 현위치를 파악하고, 출발지를 포함하는 근접한 항구들 중에서 현위치에서 가장 근접한 항구를 결정하고, 상기 현위치로부터 가장 근접한 항구까지 경로를 설정하고, 상기 설정된 경로를 상기 최적 출력으로 운항하기 위하여 필요한 배터리 전력량을 산출하고, 상기 산출한 배터리 전력량을 상기 경계 설정량으로 설정하고, 상기 설정된 경계 설정량과 상기 주배터리의 잔량을 비교한다.

상기 제어부는, 상기 주배터리의 잔량이 미리 설정된 최소 배터리 잔량 이하인 경우, 상기 주배터리의 전력 공급을 차단하여 상기 전기 추진 선박을 정지시키고, 비상 모드로 진입하되, 상기 비상 모드로 진입하면, 상기 비상 배터리를 상기 모터에 연결시키고, 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력한다.

상기 제어부는, 상기 현지점에서 가장 근접한 항구를 목표 지점으로 변경할 것을 요청하는 상기 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력하고, 이후, 상기 전기 추진 선박이 상기 가장 근접한 항구 또는 상기 비상 배터리의 잔량으로 운항 가능한 근접한 항구들 중 하나로 운항되지 않는 경우, 다시 주배터리의 전력 공급을 차단하여 상기 전기 추진 선박을 정지시키고, 재차 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력한다.

상기 제어부는, 상기 경계 모드로 진입하면, 전력 소모 대비 운항 거리의 비율인 선박 연비를 측정하며, 상기 주배터리의 잔량이 미리 설정된 최소 배터리 잔량 이하가 아닌 경우, 상기 측정된 선박 연비가 미리 설정된 오차 범위를 초과하여 감소하고 있는지 여부를 판단하고, 상기 선박 연비가 감소하고 있는 경우, 비상 모드로 진입하여 상기 비상 배터리를 상기 모터에 연결시키고, 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력한다.

본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박의 관리 장치는, 모터에 전력을 공급하는 배터리의 충전 및 방전 상태를 최적으로 제어하여 배터리 수명을 증가시키고, 선박의 전기 추진력을 안정적으로 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 선박의 배터리 상태를 고려하여 충전 및 방전 상태가 제어되고, 운항 경로 또는 모터의 출력이 안정적으로 계획되므로, 제한된 충전량을 이용하여 전원 부족 없이 안정적인 운항을 유지 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박의 외관을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박의 관리 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 추진 선박의 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 추진 선박의 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도 6 내지 도 8은 도 5의 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 추진 선박의 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 추진 선박의 제어 방법을 나타낸 흐름도.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박의 외관을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 전기 추진 선박(200)은 추진을 위하여 추진 스크류(110)를 구비할 수 있다. 추진 스크류(110)는 선체에 직접 설치되거나, 스턴 드라이브(stern drive)(100) 등과 같은 추진기에 설치된 상태로 선박(200)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 전기 추진 선박(200)의 후미에 추진 스큐류(110)가 설치된 스턴 드라이브(100)가 설치될 수 있다.

추진기에는 물 속에 침지된 상태의 추진 스크류(110), 스크류를 회전시키는 구동부가 마련될 수 있다. 구동부로 사용되는 모터(120)는 구동시 배출 가스 등과 같은 오염 물질을 생성하지 않는다. 따라서, 원동기로 모터(120)가 적용된 전기 추진 선박(200)은 환경 오염을 유발하지 않을 수 있다. 다만, 전기 추진 선박(200)에서 모터(120)에 제공되는 전기는 석유 자원과 비교하여 제한적일 수 있으므로, 특별한 제어 수단이 요구된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박의 관리 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박(200)은 추진 스큐류(110)에 연결되는 모터(120), 배터리(130) 및 관리 장치(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

배터리(130)는 전기 추진 선박(200)에 설치된 추진 스크류(110)를 회전시키는 모터(120)에 구동 전력을 공급한다. 배터리(130)는 상용 전원, 솔라 패널 등과 같은 외부 전원으로부터 공급된 전력으로 충전될 수 있다.

배터리(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 주배터리(131) 및 비상 배터리(132)를 포함한다.

주배터리(131)는 평소에 또는 1차적으로 전기 추진 선박(200)에 전력을 공급하며, 비상 배터리(135)는 특수한 상황 즉, 비상 상황에만 2차적으로 전기 추진 선박(200)에 전력을 공급하는 역할을 수행한다.

즉, 비상 배터리(135)는 비상 상황시, 주배터리(131)를 대신하여 모터(120)에 구동 전력을 공급한다. 예를 들어, 비상 배터리(135)는 관리 장치(140)의 제어에 따라 주배터리인 배터리(130)의 잔량이 미리 설정된 최소 배터리 잔량이거나 완전 방전된 경우에 모터(120)에 연결되어 구동 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 최소 배터리 잔량은 배터리 완충양의 10%로 설정될 수 있다.

관리 장치(140)는 이와 같은 제한적인 충전량을 가지는 배터리(130)를 이용하여 전기 추진 선박(200)이 목표 위치까지 안전하게 이동하고, 다시 정박지로 복귀하도록 제어하는 수단이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박(200)의 관리 장치(140)는 사용자 인터페이스부(141), 모니터링부(142), 위치파악부(143), 카메라부(144) 및 제어부(145)를 포함한다.

사용자 인터페이스부(141)는 관리 장치(140)의 입출력 수단이다.

즉, 사용자 인터페이스부(141)는 모니터 화면 및 스피커를 통해 관리 장치(140)에서 출력되는 영상이나 소리를 출력할 수 있으며, 입력 수단으로서 모니터 화면 상에 터치 인터페이스를 구비할 수 있다.

예를 들어, 사용자 인터페이스부(141)는 모니터 화면을 통해 배터리(130) 즉, 주배터리(131) 및 비상 배터리(132)의 잔량, 모터(120) 또는 추진 스크류(110)의 회전 속도 등을 표시할 수 있다.

모니터링부(142)는 배터리(130)의 배터리 잔량을 실시간으로 측정한다.

예를 들어, 모니터링부(142)는 주배터리(131) 및 비상 배터리(132)의 전압, 전류, 온도 등을 측정하고, 측정된 정보를 이용하여 배터리 잔량 및/또는 상태 정보를 산출할 수 있다.

위치 파악부(143)는 전기 추진 선박(200)의 현재 위치를 실시간으로 파악한다. 예를 들어, 위치 파악부(143)는 GPS를 구비하며, 이를 이용하여 전기 추진 선박(200)의 현재 위치 정보를 획득할 수 있다.

카메라부(144)는 전기 추진 선박(200)의 전방, 후방, 좌측방 및 우측방의 4방 각각에 설치되는 4개의 카메라를 포함하며, 이를 이용하여 전기 추진 선박(200)의 4방의 영상을 획득한다.

제어부(145)는 관리 장치(140)의 각 구성을 제어하며, 각 구성으로부터 전달되는 정보를 이용하여 모터(120) 및 배터리(130)를 제어한다.

예를 들어, 제어부(145)는 모터(120)의 회전 속도 또는 출력을 제어하고, 배터리(130)의 전력을 공급 또는 차단, 및 충방전을 제어할 수 있다.

이와 같은 제어부(145)의 동작에 대해서는 이후 도 4 내지 도 9를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 추진 선박의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

S410 단계에서, 제어부(145)는 사용자 인터페이스부(141)를 통해 사용자로부터 목표 지점을 입력받아 현지점부터 목표 지점까지의 경로를 설정한다.

예를 들어, 사용자는 사용자 인터페이스부(141)의 터치 인터페이스를 통해 가고자 하는 지역의 항구 또는 해상의 특정 지점을 목표 지점으로 입력할 수 있다. 이때, 제어부(145)는 사용자 인터페이스부(141)의 모니터 화면을 통해 전자 해도를 출력하고, 사용자의 터치 입력을 통해 목표 지점을 입력받을 수 있다. 그리고, 제어부(145)는 전자 해도에 포함된 해안선, 등심선, 수심, 항로표지(등대, 등부표), 위험물 및 항로 등과 같이 선박의 항해와 관련된 해도 정보를 이용하여 현지점부터 목표 지점까지 최단 거리로 갈 수 있는 최적 경로를 설정할 수 있다. 다만, 제어부(145)는 목표 지점이 해상의 특정 지점인 경우, 별도로 항구와 같은 추가 목표 지점이 입력되지 않으면, 현지점부터 목표 지점까지의 경로뿐만 아니라 현지점인 전기 추진 선박(200)의 정박지로 복귀하는 경로가 추가로 설정될 수 있다.

S415 단계에서, 제어부(145)는 설정된 경로를 운항하기 위한 배터리 잔량이 충분한지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(145)는 모니터링부(142)에 의하여 측정된 현재 배터리(130)의 잔량이 설정된 경로의 운항에 필요한 전력량에 상응한지 여부를 확인할 수 있다.

S420 단계에서, 제어부(145)는 배터리 잔량이 불충분한 경우, 배터리(130)의 전력 공급을 차단하고, 사용자 인터페이스부(141)를 통해 충전 요청 메시지를 출력한다.

예를 들어, 제어부(145)는 현재 배터리(130)의 잔량이 설정된 경로의 운항에 필요한 전력량보다 작은 경우, 배터리 잔량이 불충분한 것으로 판단할 수 있다. 다만, 제어부(145)는 현재 배터리(130)의 잔량이 미리 설정된 최소 배터리 잔량 이하인 경우, 현재 배터리(130)의 잔량이 설정된 경로의 운항에 필요한 전력량에 상응한지 여부에 상관없이, 배터리 잔량이 불충분한 것으로 판단할 수 있다.

S425 단계에서, 제어부(145)는 배터리 잔량이 충분한 경우, 배터리 잔량에 따른 제어를 수행한다.

예를 들어, 제어부(145)는 배터리 잔량이 미리 설정된 임계 설정량 미만이면, 모터(120)의 출력이 전력 소모 대비 운항 거리가 긴 최적 출력이 되도록 모터(120)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(145)는 사용자에 의한 지령 출력이 입력되더라도 무시하고 최적 출력을 유지하도록 모터(120)를 제어하거나, 지령 출력이 최적 출력을 초과하는 경우에만 강제적으로 모터(120)의 출력이 최적 출력이 되도록 모터(120)를 제어할 수도 있다. 물론, 제어부(145)는 배터리 잔량이 임계 설정량 이상이면, 사용자에 의한 수동 제어가 전적으로 이루어지도록 모터(120)의 출력 제어에 관여하지 않는다.

그리고, 제어부(145)는 배터리 잔량이 미리 설정된 경계 설정량 미만이면, 배터리 잔량이 얼마 남지 않았음을 알리는 경고 메시지를 출력하며, 배터리 잔량이 최소 배터리 잔량이 되면, 배터리(130)의 전력 공급을 차단하고, 충전 요청 메시지를 출력할 수 있다.

S430 단계에서, 제어부(145)는 위치 파악부(143)에 의하여 파악된 전기 추진 선박(200)의 현재 위치를 이용하여 전기 추진 선박(200)이 설정된 경로에서 이탈하였는지 여부를 판단한다.

S435 단계에서, 제어부(145)는 전기 추진 선박(200)이 설정된 경로에서 이탈한 경우, 이를 알리는 경고 메시지를 출력한다.

S440 단계에서, 제어부(145)는 경로를 이탈한 전기 추진 선박(200)이 다시 설정된 경로로 복귀하는지 여부를 판단한다.

예를 들어, 사용자는 사용자 인터페이스부(141)를 통해 출력되는 경로에 따라 운항하기 위하여 전기 추진 선박(200)의 속도 및 조타각을 조종할 수 있다. 이때, 사용자가 착각을 하거나 진행 방향을 임의로 판단하여 전기 추진 선박(200)이 설정된 경로를 이탈할 수 있으며, 사용자가 경고 메시지를 인지하여 전기 추진 선박(200)이 설정된 경로로 다시 복귀할 수도 있으나, 사용자는 임의로 결정한 진행 방향으로 전기 추진 선박(200)의 진행 방향을 유지할 수 있다.

S445 단계에서, 제어부(145)는 전기 추진 선박(200)이 다시 설정된 경로로 복귀하지 않는 경우, 현재 배터리 잔량을 확인하고, 확인된 배터리 잔량으로 운항 가능한 거리를 산출한다.

S450 단계에서, 제어부(145)는 산출된 현재 배터리 잔량에 따른 운항 가능 거리를 이용하여 현재 배터리 잔량으로 목표 지점까지 운항 가능한지 여부를 판단한다.

S455 단계에서, 제어부(145)는 목표 지점까지 운항이 불가능한 경우, 배터리(130)의 전력 공급을 차단하여 전기 추진 선박(200)을 정지시키고, 목표 지점 재입력 요청 메시지를 출력한다. 이때, 제어부(145)는 목표 지점 후보 리스트를 출력하여 목표 지점을 추천할 수 있다. 예를 들어, 제어부(145)는 산출된 현재 배터리 잔량에 따른 운항 가능 거리를 고려하여 최초 입력된 원래의 목표 지점에 근접한 지점들이나 근접한 항구들을 목표 지점 후보 리스트로 출력할 수 있다.

S460 단계에서, 제어부(145)는 목표 지점이 재입력되는지 여부를 판단한다.

S465 단계에서, 제어부(145)는 목표 지점이 재입력되면, 현지점부터 재입력된 목표 지점까지의 경로를 설정하여 경로를 재설정한다.

S470 단계에서, 제어부(145)는 재설정된 경로를 운항하기 위한 배터리 잔량이 충분한지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(145)는 모니터링부(142)에 의하여 측정된 현재 배터리(130)의 잔량이 재설정된 경로의 운항에 필요한 전력량에 상응한지 여부를 판단할 수 있다.

S475 단계에서, 제어부(145)는 배터리 잔량이 충분한 경우, S455 단계에서 전기 추진 선박(200)을 정지시키기 위하여 차단한 배터리(130)의 전력 공급이 재개되도록 배터리(130)의 전력 공급 차단을 해제한다.

이후, S425 단계로 진입하여, 제어부(145)는 배터리 잔량에 따른 제어를 수행한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 추진 선박의 제어 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6 내지 도 8은 도 5의 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 추진 선박의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 5를 중심으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 추진 선박의 제어 방법에 대하여 설명하되, 도 6 내지 도 8을 참조하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 전기 추진 선박(200)의 관리 장치(140)는 전기 추진 선박(200)의 4방 각각에 설치되는 4개의 카메라를 포함하며, 이를 이용하여 전기 추진 선박(200)의 4방의 영상을 획득하는 카메라부(144)를 포함하며, 제어부(145)는 카메라부(144)에 의하여 획득되는 전기 추진 선박(200) 주변의 영상을 분석하여 전기 추진 선박(200) 주변의 물체를 모니터링할 수 있다.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 전기 추진 선박(200)으로부터 미리 설정된 거리에 따라 전기 추진 선박(200)과 근접한 순으로 위험 영역, 경계 영역 및 감시 영역이 설정될 수 있다. 감시 영역 외부는 안전 영역으로 설정될 수 있다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 위험 영역, 경계 영역, 감시 영역 및 안전 영역은 순서대로 화면의 테두리 영역에서 중심 영역으로 미리 설정된 거리에 따라 화면에 표시될 수 있다. 위험 영역, 경계 영역, 감시 영역 및 안전 영역이 표시된 화면에 카메라부(10)에 의하여 초당 미리 설정된 개수의 프레임으로 획득된 영상 프레임이 출력될 수 있다. 이를 이용하여, 제어부(145)는 전기 추진 선박(200) 주변의 물체 출현을 감지한 후, 출현한 물체까지의 거리 및 출현한 물체의 접근 속도를 추정하여 출현한 물체의 접근 상황을 모니터링할 수 있다.

S510 단계에서, 제어부(145)는 전기 추진 선박(200) 주변의 영상을 초당 제1 개수의 영상 프레임으로 획득하고, 획득된 초당 제1 개수의 영상 프레임을 분석한다. 예를 들어, 제어부(145)는 초당 30개로 영상 프레임을 획득할 수 있다.

S515 단계에서, 제어부(145)는 연속된 영상 프레임 간 변화를 모니터링하여 미리 설정된 감시 영역에 물체가 출현하는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(145)는 초당 30개로 획득되는 영상 프레임을 이용하여 연속된 영상 프레임 간 변화를 모니터링하여, 화면의 감시 영역에서 물체가 감지되는 경우, 물체가 출현한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 물체가 화면 상에서 안전 영역에서 감시 영역으로 이동하거나, 안전 영역에서 크기가 커져 감시 영역을 침범하여 표시되는 경우, 제어부(145)는 물체가 감시 영역에 출현한 것으로 판단할 수 있다.

S520 단계에서, 제어부(145)는 감시 영역에 물체가 출현한 경우, 물체 출현을 알린다. 예를 들어, 제어부(145)는 알람 소리를 발생시키는 경보기나 모니터링 정보를 표시하는 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 물체 출현을 알릴 수 있다.

S525 단계에서, 제어부(145)는 감시 영역에 출현한 물체가 접근 중인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어부(145)는 연속된 영상 프레임 간 물체 크기 변화율(즉, 증가율 또는 감소율)로부터 물체의 접근 속도를 추정할 수 있다.

S530 단계에서, 제어부(145)는 물체가 접근 중인 것으로 판단되는 경우, 물체 접근을 알린다.

S535 단계에서, 제어부(145)는 접근 중인 물체가 감시 영역에서 미리 설정된 경계 영역으로 진입하는지 여부를 판단한다.

S540 단계에서, 제어부(145)는 물체가 경계 영역으로 진입한 경우, 물체가 경계 영역으로 진입함을 알리며, 전기 추진 선박(200) 주변의 영상을 초당 제2 개수의 영상 프레임으로 획득하고, 획득된 초당 제2 개수의 영상 프레임을 분석한다. 예를 들어, 제어부(145)는 초당 100개로 영상 프레임을 획득할 수 있다.

S545 단계에서, 제어부(145)는 경계 영역에 진입한 물체가 접근 중인지 여부를 판단한다.

예를 들어, 제어부(145)는 초당 100개로 획득되는 영상 프레임을 이용하여 연속된 영상 프레임 간 변화를 모니터링하여, 연속된 영상 프레임 간 물체 크기 변화율로부터 물체의 접근 속도를 추정함으로써, 물체의 접근 여부를 판단할 수 있다.

S550 단계에서, 제어부(145)는 물체가 접근 중인 것으로 판단되는 경우, 물체 접근을 알린다.

S555 단계에서, 제어부(145)는 접근 중인 물체가 경계 영역에서 미리 설정된 위험 영역에 근접한지 여부를 판단한다. 예를 들어, 물체가 화면 상의 경계 영역에서 크기가 커져 경계 영역의 약 2/3 이상을 차지하게 되는 경우, 제어부(145)는 물체가 위험 영역에 근접한 것으로 판단할 수 있다.

S560 단계에서, 제어부(145)는 물체가 위험 영역에 근접한 경우, 전기 추진 선박(200)의 조타각 또는 속도에 대한 제어 요청 메시지를 출력한다.

예를 들어, 도 8을 참조하면, 전기 추진 선박(200)의 4방으로 설치된 카메라를 통해 획득되는 영상을 기준으로 전기 추진 선박(200)의 주변으로 물체 즉, 다른 선박이 접근하는 상황은 도 8의 (a)에 도시된 바와 같을 수 있다. 여기서, 전방 및 후방으로 다른 선박이 접근하는 경우, 전기 추진 선박(200)은 좌측 또는 우측으로 방향을 전환하는 것이 바람직할 것이다. 그리고, 측면으로 다른 선박이 접근하는 경우, 전기 추진 선박(200)은 측면으로 접근하는 다른 선박과의 충돌을 회피하기 위해서 속도를 증가시켜 빠른 속도로 진행하여 현지점을 회피하는 것이 바람직할 것이다. 그래서, 제어부(145)는 다른 선박이 접근하는 방향에 따라 조타각 또는 가속에 대한 제어 요청 메시지를 사용자 인터페이스부(141)의 모니터 화면을 통해 출력할 수 있다. 만약, 제어부(145)가 전기 추진 선박(200)의 조타각 및 속도를 직접 제어할 수 있도록 구현된 경우, 제어부(145)는 조타각 또는 가속을 제어하면서, 제어 상황을 알리는 메시지를 출력할 수도 있다.

S565 단계에서, 제어부(145)는 S545 단계의 판단 결과 물체가 접근 중이지 않은 것으로 판단된 경우, 물체가 횡방향으로 이동하는지 여부를 판단한다.

S570 단계에서, 제어부(145)는 물체가 횡방향으로 이동하는 경우, 배터리(130)의 전력 공급을 차단하여 전기 추진 선박(200)을 정지시키고, 대기 요청 메시지를 출력한다. 이때, 제어부(145)는 배터리(130)의 전력 공급을 일정시간 동안 차단시킨다.

예를 들어, 도 8을 참조하면, 전기 추진 선박(200)의 4방으로 설치된 카메라를 통해 획득되는 영상을 기준으로 전기 추진 선박(200)의 주변에서 물체 즉, 다른 선박이 횡방향으로 이동하는 상황은 도 8의 (b)에 도시된 바와 같을 수 있다. 여기서, 전방에서 다른 선박이 횡방향으로 이동하는 경우, 전기 추진 선박(200)은 다른 선박과의 충돌을 방지하기 위하여 반드시 정지해야 하며, 일정시간 대기 후(다른 선박이 지나간 후)에 다시 진행해야 한다. 그리고, 측면에서 다른 선박이 횡방향으로 이동하는 경우, 충돌 방지를 위하여 반드시 정지할 필요는 없으나, 다른 선박의 항로는 언제든 변경될 수 있으므로 안전을 위해서 정지하고, 일정시간 대기 후에 다시 진행하는 것이 바람직할 것이다. 그리고, 후방에서 다른 선박이 횡방향으로 이동하는 경우, 전기 추진 선박(200)은 측면에서 다른 선박이 횡방향으로 이동하는 경우보다 다른 선박과의 충돌 가능성은 훨씬 낮으나, 안전을 위해서(즉, 다른 선박과의 충돌 가능성을 낮추기 위해서) 속도를 증가시켜 빠른 속도로 진행하여 현지점을 회피하는 것이 바람직할 것이다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 추진 선박의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

S910 단계에서, 제어부(145)는 주배터리(131)의 잔량을 모니터링한다.

S920 단계에서, 제어부(145)는 주배터리(131)의 잔량이 미리 설정된 경계 설정량 이하인지 여부를 판단한다.

예를 들어, 경계 설정량은 배터리 완충양의 20%로 설정될 수 있다.

다른 실시예로, 경계 설정량은 현지점에서 가장 근접한 항구까지 운항 가능한 배터리 전력량일 수 있다.

예를 들어, 제어부(145)는 주배터리(131)의 잔량을 모니터링하는 S910 단계에서, 위치파악부(143)를 통해 실시간으로 현위치를 파악하고, 출발지를 포함하는 근접한 항구들 중에서 현위치에서 가장 근접한 항구를 결정하고, 현위치로부터 가장 근접한 항구까지 경로를 설정하고, 설정된 경로를 최적 출력으로 운항하기 위하여 필요한 배터리 전력량을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(145)는 산출한 배터리 전력량을 경계 설정량으로 설정하고, 설정된 경계 설정량과 주배터리(131)의 잔량을 비교할 수 있다.

S930 단계에서, 제어부(145)는 주배터리(131)의 잔량이 경계 설정량 이하인 경우, 경계 모드로 진입한다.

즉, 제어부(145)는 경계 모드로 진입하면, 주배터리(131)의 잔량이 경계 설정량 밑으로 떨어졌음을 알리는 경고 메시지를 출력하고, 사용자에 의한 수동 제어를 무시하고 전력 소모 대비 운항 거리가 긴 최적 출력을 강제로 유지할 수 있다.

또한, 제어부(145)는 전력 소모 대비 운항 거리의 비율인 선박 연비를 측정한다.

S940 단계에서, 제어부(145)는 주배터리(131)의 잔량이 미리 설정된 최소 배터리 잔량 이하인지 여부를 판단한다.

S950 단계에서, 제어부(145)는 주배터리(131)의 잔량이 최소 배터리 잔량 이하인 경우, 주배터리(131)의 전력 공급을 차단하여 전기 추진 선박(200)을 정지시킨다. 이때, 제어부(145)는 주배터리(131)의 잔량이 최소 배터리 잔량 밑으로 떨어졌고, 이에 따라 안전을 위하여 잠시 전력 공급 차단함을 알리는 경고 메시지를 출력할 있다.

S960 단계에서, 제어부(145)는 주배터리(131)의 잔량이 최소 배터리 잔량 이하가 되어 전기 추진 선박(200)을 정지시킨 후, 비상 모드로 진입한다.

즉, 제어부(145)는 비상 모드로 진입하면, 비상 배터리(132)를 모터(120)에 연결시키고, 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력할 수 있다.

예를 들어, 제어부(145)는 현지점에서 가장 근접한 항구를 목표 지점으로 변경할 것을 요청하는 메시지를 출력할 수 있다. 이와 같이, 비상 모드 상황에서 비상 배터리(132)가 활성화된 경우, 제어부(145)는 전기 추진 선박(200)이 가장 근접한 항구 또는 비상 배터리(132)의 잔량으로 운항 가능한 근접한 항구들 중 하나로 운항되지 않는 경우, S950 단계에서와 같이 다시 주배터리(131)의 전력 공급을 차단하여 전기 추진 선박(200)을 정지시키고, 재차 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력할 수 있다.

전술한 S940 단계에서 주배터리(131)의 잔량이 최소 배터리 잔량 이하인지 여부의 판단 결과, 주배터리(131)의 잔량이 최소 배터리 잔량 이하가 아닌 경우, S970 단계로 진입한다.

S970 단계에서, 제어부(145)는 실시간 측정되는 선박 연비가 미리 설정된 오차 범위를 초과하여 감소하고 있는지 여부를 판단한다. 선박 연비가 감소하고 있는 경우, S960 단계로 진입한다. 그래서, 제어부(145)는 비상 모드로의 진입에 따라 비상 배터리(132)를 연결시키고, 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력할 수 있다.

한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.

또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 스턴 드라이브(stern drive)
110: 추진 스크류
120: 모터
130: 배터리
140: 관리 장치
141: 사용자 인터페이스부
142: 모니터링부
143: 위치파악부
144: 카메라부
145: 제어부
200: 전기 추진 선박

Claims

추진 스크류를 회전시키키는 모터 및 상기 모터에 전력을 공급하는 충전식 배터리를 구비한 전기 추진 선박의 관리 장치에 있어서,
입출력 수단을 포함하는 사용자 인터페이스부;
상기 배터리의 배터리 잔량을 실시간으로 측정하는 모니터링부;
현재 위치를 실시간으로 파악하는 위치파악부; 및
상기 측정된 배터리 잔량 및 상기 파악된 현재 위치를 이용하여 상기 모터 및 상기 배터리를 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 사용자 인터페이스부를 통해 사용자로부터 목표 지점을 입력받아 상기 위치파악부를 통해 파악된 현지점부터 상기 목표 지점까지의 경로를 설정하고, 상기 모니터링부에 의하여 측정된 현재 배터리 잔량이 상기 설정된 경로의 운항에 필요한 전력량에 상응한지 여부를 확인하여 상기 현재 배터리 잔량이 충분한지 여부를 판단하고, 상기 현재 배터리 잔량이 불충분한 경우, 상기 배터리의 전력 공급을 차단하고, 상기 사용자 인터페이스부를 통해 충전 요청 메시지를 출력하고, 상기 현재 배터리 잔량이 충분한 경우, 상기 현재 배터리 잔량에 따른 제어를 수행하며,
상기 현재 배터리 잔량에 따른 제어는,
상기 현재 배터리 잔량이 미리 설정된 임계 설정량 미만이면, 상기 모터의 출력이 전력 소모 대비 운항 거리가 긴 최적 출력이 되도록 상기 모터를 제어하며, 사용자에 의하여 입력되는 지령 출력이 무시되고 상기 최적 출력이 유지하도록 상기 모터가 제어되거나, 상기 지령 출력이 상기 최적 출력을 초과하는 경우에만 강제적으로 상기 모터의 출력이 상기 최적 출력이 되도록 상기 모터가 제어되고,
상기 현재 배터리 잔량이 상기 임계 설정량 이상이면, 상기 사용자에 의한 수동 제어가 이루어지도록 상기 모터의 출력 제어에 관여하지 않으며,
상기 현재 배터리 잔량이 미리 설정된 경계 설정량 미만이면, 상기 현재 배터리 잔량이 얼마 남지 않았음을 알리는 경고 메시지를 출력하고, 상기 현재 배터리 잔량이 미리 설정된 최소 배터리 잔량이 되면, 상기 배터리의 전력 공급을 차단하고, 충전 요청 메시지를 출력하는 것이고,
상기 전기 추진 선박의 4방 각각에 설치되는 4개의 카메라를 포함하며, 상기 4개의 카메라를 이용하여 상기 전기 추진 선박의 4방의 영상을 획득하는 카메라부를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 영상을 분석하여 상기 전기 추진 선박 주변의 물체를 모니터링하되,
상기 제어부는, 상기 전기 추진 선박으로부터 미리 설정된 거리에 따라 상기 전기 추진 선박과 근접한 순으로 설정된 위험 영역, 경계 영역 및 감시 영역을 이용하여, 상기 전기 추진 선박과 상기 물체 간의 거리를 추정하며,
상기 위험 영역, 상기 경계 영역, 상기 감시 영역 및 상기 감시 영역의 외부인 안전 영역은 순서대로 화면의 테두리 영역에서 중심 영역으로 미리 설정된 거리에 따라 화면에 표시되고,
상기 제어부는,
상기 전기 추진 선박 주변의 영상을 초당 제1 개수의 영상 프레임으로 획득하고, 상기 획득된 초당 제1 개수의 영상 프레임들의 연속된 영상 프레임 간 변화를 모니터링하여 상기 감시 영역에 물체가 출현하는지 여부를 판단하고, 상기 감시 영역에 물체가 출현한 경우, 상기 물체 출현을 알리는 메시지를 출력하되, 상기 물체가 화면 상에서 상기 안전 영역에서 상기 감시 영역으로 이동하거나, 상기 안전 영역에서 크기가 커져 상기 감시 영역을 침범하여 표시되는 경우, 상기 물체가 상기 감시 영역에 출현한 것으로 판단하고,
상기 연속된 영상 프레임 간 물체 크기 변화율로부터 물체의 접근 속도를 추정하여 상기 감시 영역에 출현한 물체가 접근 중인지 여부를 판단하고, 접근 중인 것으로 판단되는 경우, 물체의 접근을 알리는 메시지를 출력하고, 상기 접근 중인 물체가 상기 감시 영역에서 상기 경계 영역으로 진입하는지 여부를 판단하여 상기 물체가 상기 경계 영역으로 진입한 것으로 판단되는 경우, 상기 물체가 상기 경계 영역으로 진입함을 알리는 메시지를 출력하고, 상기 전기 추진 선박 주변의 영상을 초당 제2 개수의 영상 프레임으로 획득하고, 상기 획득된 초당 제2 개수의 영상 프레임을 분석하되,
상기 제2 개수는 상기 제1 개수보다 크고,
상기 제어부는,
상기 초당 제2 개수의 영상 프레임을 분석하여 상기 경계 영역에 진입한 물체가 접근 중인지 여부를 판단하고, 상기 물체가 접근 중인 경우 상기 물체의 접근을 알리는 메시지를 출력하고, 상기 접근 중인 물체가 상기 경계 영역에서 상기 위험 영역에 근접한지 여부를 판단하여 상기 물체가 상기 위험 영역으로 근접한 것으로 판단되는 경우, 상기 전기 추진 선박의 조타각 또는 속도에 대한 제어 요청 메시지를 출력하되, 상기 물체가 전방 또는 후방에서 접근하는 경우, 좌측 또는 우측으로 방향을 전환하라는 조타각 제어 요청 메시지를 출력하고, 상기 물체가 측면으로 접근하는 경우, 속도를 증가시키라는 속도 제어 요청 메시지를 출력하고,
상기 제어부가 상기 전기 추진 선박의 조타각 및 속도를 직접 제어하도록 구현된 경우, 상기 조타각 또는 상기 속도를 제어하면서, 제어 상황을 알리는 메시지를 출력하고,
상기 초당 제2 개수의 영상 프레임을 분석하여 상기 경계 영역에 진입한 물체가 접근 중인지 여부를 판단하고, 상기 물체가 접근 중이지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 물체가 횡방향으로 이동하는지 여부를 판단하고, 상기 물체가 횡방향으로 이동하는 경우, 상기 배터리의 전력 공급을 일정시간 동안 차단하여 상기 전기 추진 선박을 정지시키고, 대기 요청 메시지를 출력하되, 상기 물체가 전방에서 횡방향으로 이동하는 경우에만, 상기 전기 추진 선박을 정지시키거나, 상기 물체가 전방 및 측면에서 횡방향으로 이동하는 경우에만, 상기 전기 추진 선박을 정지시키며, 상기 물체가 후방에서 횡방향으로 이동하는 경우, 상기 전기 추진 선박의 속도가 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 선박의 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 위치 파악부에 의하여 파악되는 현재 위치를 이용하여 상기 전기 추진 선박이 상기 설정된 경로에서 이탈하였는지 여부를 판단하고, 상기 전기 추진 선박이 상기 설정된 경로에서 이탈한 경우, 상기 이탈을 알리는 경고 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 선박의 관리 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전기 추진 선박이 설정된 경로로 복귀하지 않는 경우, 현재 배터리 잔량을 확인하고, 상기 확인된 배터리 잔량으로 운항 가능한 거리를 산출하고, 상기 산출된 운항 가능한 거리를 이용하여 현재 배터리 잔량으로 목표 지점까지 운항 가능한지 여부를 판단하고, 상기 목표 지점까지 운항이 불가능한 경우, 상기 배터리의 전력 공급을 차단하여 상기 전기 추진 선박을 정지시키고, 목표 지점 재입력 요청 메시지를 출력하고,
상기 목표 지점이 재입력되면, 상기 현지점부터 재입력된 목표 지점까지의 경로를 설정하여 경로를 재설정하고, 상기 모니터링부에 의하여 측정된 현재 배터리의 잔량이 상기 재설정된 경로의 운항에 필요한 전력량에 상응한지를 확인하여 상기 재설정된 경로를 운항하기 위한 배터리 잔량이 충분한지 여부를 판단하고, 상기 배터리 잔량이 충분한 경우, 상기 차단된 배터리의 전력 공급이 재개되도록 상기 배터리의 전력 공급 차단을 해제하며, 상기 현재 배터리 잔량에 따른 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 선박의 관리 장치.
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제1항에 있어서,
상기 배터리는 주배터리 및 비상 배터리를 포함하되,
상기 제어부는,
상기 주배터리의 잔량을 모니터링하여 상기 주배터리의 잔량이 미리 설정된 경계 설정량 이하인지 여부를 판단하고, 상기 주배터리의 잔량이 미리 설정된 경계 설정량 이하인 경우, 경계 모드로 진입하되,
상기 경계 모드로 진입하면, 상기 주배터리의 잔량이 경계 설정량 밑으로 떨어졌음을 알리는 경고 메시지를 출력하고, 사용자에 의한 수동 제어를 무시하고 전력 소모 대비 운항 거리가 긴 최적 출력을 강제로 유지하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 선박의 관리 장치.
제10항에 있어서,
상기 경계 설정량은 배터리 완충량의 20%로 설정되거나, 현지점에서 가장 근접한 항구까지 운한 가능한 배터리 전력량인 것을 특징으로 하는 전기 추진 선박의 관리 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 위치파악부를 통해 실시간으로 현위치를 파악하고, 출발지를 포함하는 근접한 항구들 중에서 현위치에서 가장 근접한 항구를 결정하고, 상기 현위치로부터 가장 근접한 항구까지 경로를 설정하고, 상기 설정된 경로를 상기 최적 출력으로 운항하기 위하여 필요한 배터리 전력량을 산출하고, 상기 산출한 배터리 전력량을 상기 경계 설정량으로 설정하고, 상기 설정된 경계 설정량과 상기 주배터리의 잔량을 비교하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 선박의 관리 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 주배터리의 잔량이 미리 설정된 최소 배터리 잔량 이하인 경우, 상기 주배터리의 전력 공급을 차단하여 상기 전기 추진 선박을 정지시키고, 비상 모드로 진입하되,
상기 비상 모드로 진입하면, 상기 비상 배터리를 상기 모터에 연결시키고, 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 선박의 관리 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 현지점에서 가장 근접한 항구를 목표 지점으로 변경할 것을 요청하는 상기 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력하고, 이후, 상기 전기 추진 선박이 상기 가장 근접한 항구 또는 상기 비상 배터리의 잔량으로 운항 가능한 근접한 항구들 중 하나로 운항되지 않는 경우, 다시 주배터리의 전력 공급을 차단하여 상기 전기 추진 선박을 정지시키고, 재차 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 선박의 관리 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 경계 모드로 진입하면, 전력 소모 대비 운항 거리의 비율인 선박 연비를 측정하며,
상기 주배터리의 잔량이 미리 설정된 최소 배터리 잔량 이하가 아닌 경우, 상기 측정된 선박 연비가 미리 설정된 오차 범위를 초과하여 감소하고 있는지 여부를 판단하고,
상기 선박 연비가 감소하고 있는 경우, 비상 모드로 진입하여 상기 비상 배터리를 상기 모터에 연결시키고, 목표 지점 변경 요청 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 전기 추진 선박의 관리 장치.