KR102083167B1 - 단일 pcb 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반 - Google Patents

Abstract

실시예는 단일 PCB 기반의 영상통합계측제어용 무인 선박의 제어반에 관한 것이다.
구체적으로, 이러한 무인 선박의 제어반은 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반을 제공한다. 그리고, 이러한 경우 일실시예는 미리 설정된 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷으로부터 해당되는 제어정보를 상이한 자율 운항 장비별로 사용자 인터페이스화해서 표시함으로써 영상통합계측하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 이를 통해 무인 선박의 제어반을 제공할 시, 무인 선박의 자율 운항을 위한 자율 운항 장비의 감시와 이러한 감시에 따른 객체 감시제어에 최적화된 기능을 제공한다.

Description

단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반{Control pannel for manless ship employing surveying image syntagmatically based in one Printed Circuit Board}

본 명세서에 개시된 내용은 선박의 운항 등을 제어할 시, 선원 없이 운항하는 무인 선박의 주요 자율 운항 기능을 제어함으로써 무인 선박의 자율 운항을 할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 무인 선박은 별도의 선원 없이 자동으로 정해진 항로를 운항하고, 경우에 따라 원격 관제 센터에서 관련된 장비 예를 들어, 엔진과 방향타 장치등을 제어할 수 있는 선박을 일컫는다.

이러한 무인 선박은 아래의 선행기술문헌 이외에도 다수가 출원된 상태이다.

KR 100734814 Y1 KR 1020170088123 A 참고적으로, 전술한 특허문헌 1의 기술은 수상 또는 수중에서 원격조종 또는 자율운항 프로그램에 의해 무인으로 운항할 수 있는 자율운항무인선박에 관한 기술 정도이다. 그리고, 특허문헌 2의 기술은 선원 없이 선박의 안전한 자율 항해를 제어할 수 있는 무인 선박의 항해 기술에 관한 것이다. 그런데, 이러한 무인 선박의 감시 장치를 통해 자율 운항 장비 등을 감시할 시, 일반적인 감시 장치를 통해서는 단지 영상 표출만이 대체적으로 이루어진다. 그래서, 이 때문에 관리자 입장에서 필요할 수 있는 자세한 자율 운항 장비의 상황 정보 또는 상태 정보 등이 제공되지 않아서 원활한 감시가 안 될 수 있다. 이러한 배경의 선행기술문헌은 관련 선행기술을 살펴볼 경우, 특허문헌으로부터 선행기술을 조사해서 관련 선행기술로서 직접적으로 관련된 국내선행기술이 검색되지 않고 아래의 특허문헌 정도일 뿐이다. KR 101423902 Y1 참고적으로, 이러한 특허문헌 3의 기술은 영상을 통한 감시를 할 시, 스위칭 매트릭스에 의해 영상을 제어하여 네트워크 비디오 레코더 시스템(Network video recorder, NVR)의 영상을 출력하는 기술이다.

개시된 내용은, 무인 선박의 제어반을 제공할 시, 무인 선박의 자율 운항을 위한 자율 운항 장비의 감시와 객체 감시제어에 최적화된 기능을 제공할 수 있도록 하는 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반을 제공하고자 한다.

실시예에 따른 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반은,

무인 선박의 주요 자율운항기능에 대해 제어가 수행될 시, 미리 등록된 자율 운항 장비의 상태 정보를 수집함으로써 자율 운항 장비를 모니터링할 수 있도록 하는 모니터링 유닛을 포함하고 있다.

또한, 그 모니터링 유닛에 의해 자율 운항 장비의 상태 정보가 수집될 시, 수집된 자율 운항 장비의 상태 정보에 따라 상이하게 주요 자율운항기능에 대해 전체적으로 제어신호를 발생함으로써 주요 자율운항기능을 제어하는 MCU를 포함한다.

이에 더하여, 상기 MCU에 의해 제어신호가 발생될 시, 미리 등록된 자율 운항 장비로 상기 제어신호를 전송함으로써 무인 선박의 운항을 제어할 수 있도록 하는 IP 모듈을 포함하고 있다.

그리고, 상기 MCU에 의해 제어신호가 발생될 시, 수집된 자율 운항 장비의 상태 정보에 따른 주요 자율운항기능의 제어정보를 상기 MCU의 제어에 따라 표시하도록 전송하는 알림부를 포함하고 있다.

이러한 경우, 상기 MCU는 상기 제어정보가 표시될 시, 미리 설정된 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷으로부터 해당되는 제어정보를 상이한 자율 운항 장비별로 사용자 인터페이스화해서 표시하도록 함으로써 영상통합계측하는 것을 특징으로 한다.

실시예들에 의하면, 무인 선박의 제어반을 제공할 시, 무인 선박의 자율 운항을 위한 자율 운항 장비의 감시와 객체 감시제어에 최적화된 기능을 제공한다.

도 1은 일실시예에 따른 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반의 구성을 도시한 도면
도 2는 도 1의 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트
도 3은 도 1의 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반에 적용된 일실시예에 따른 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷을 설명하기 위한 도면
도 4는 도 1의 무인 선박의 제어반에 적용되는 모니터링 유닛의 하나의 예로서 단선 검출 장치의 구성을 도시한 도면
도 5는 도 4의 단선 검출 장치에 적용된 단선 검출 유닛의 다른 예를 구체적으로 도시한 도면

본 개시내용의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 개시내용은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시내용의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시내용은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 개시내용의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 개시내용의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 일실시예에 따른 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반의 구성을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 그 장치는 무인 선박의 자율 운항을 할 시 자율운항장비의 상태 정보를 수집하는 모니터링 유닛(101)과, 수집된 자율운항장비의 상태 정보에 따라 주요 자율운항기능을 전체적으로 제어하는 MCU(102), 상기 제어에 따라 자율운항장비와 통신하는 IP 모듈(103) 및, 그의 알림부(104)를 포함한다.

이러한 경우, 일실시예에 따라 그 장치는 상기 MCU(102)가 이러한 제어가 될 시, 미리 설정된 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷으로부터 해당되는 제어정보를 상이한 자율 운항 장비별로 사용자 인터페이스화해서 표시하도록 함으로써 영상통합계측한다.

상기 모니터링 유닛(101)은 주요 자율운항기능에 대해 제어가 수행될 시, 미리 등록된 자율 운항 장비의 상태 정보를 수집함으로써 자율 운항 장비를 모니터링할 수 있도록 한다. 이러한 경우, 상기 주요 자율운항기능은 대표되는 세 가지 기능으로서, 모니터링 기능과 예지보전 기능 및 원격제어 기능이다.

상기 MCU(102)는 상기 모니터링 유닛(101)에 의해 자율 운항 장비의 상태 정보가 수집될 시, 수집된 자율 운항 장비의 상태 정보에 따라 상이하게 주요 자율운항기능에 대해 전체적으로 제어신호를 발생함으로써 주요 자율운항기능을 제어하는 것이다. 이때, 상기 MCU(102)는 이렇게 제어신호가 발생될 시, 미리 설정된 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷으로부터 해당되는 제어정보를 상이한 자율 운항 장비별로 사용자 인터페이스화해서 표시하도록 함으로써 영상통합계측한다. 그래서, 일실시예는 이에 따라 무인 선박의 자율 운항을 위한 자율 운항 장비의 감시와 이러한 감시에 따른 객체 감시제어에 최적화된 기능을 제공한다(이에 대해 도 3을 참조하여 구체적으로 후술함).

상기 IP 모듈(103)은 상기 MCU(102)에 의해 제어신호가 발생될 시, 미리 등록된 자율 운항 장비로 상기 제어신호를 전송함으로써 무인 선박의 운항을 제어할 수 있도록 하는 것이다.

상기 알림부(104)는 상기 MCU(102)에 의해 제어신호가 발생될 시, 수집된 자율 운항 장비의 상태 정보에 따른 주요 자율운항기능의 제어정보를 상기 MCU(102)의 제어에 따라 표시하도록 전송함으로써 알림한다.

도 2는 도 1의 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트이다(도 1 참조).

도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 무인 선박의 제어반은 먼저 무인 선박을 운항할 시, 주요 자율운항기능에 대해 제어를 수행함으로써 무인 선박의 운항을 제어하는 무인 선박의 제어반을 전제로 한다.

이러한 상태에서, 상기 모니터링 유닛은 MCU의 제어에 따라 주요 자율운항기능에 대해 제어가 수행될 시, 미리 등록된 자율 운항 장비의 상태 정보를 수집함으로써 자율 운항 장비를 모니터링할 수 있도록 한다(S201).

그러면, MCU는 상기 모니터링 유닛에 의해 자율 운항 장비의 상태 정보가 수집될 시, 수집된 자율 운항 장비의 상태 정보에 따라 상이하게 주요 자율운항기능에 대해 전체 제어신호를 발생함으로써 주요 자율운항기능을 제어한다.

이러한 경우, 상기 MCU는 이렇게 제어신호가 발생될 시, 미리 설정된 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷으로부터 해당되는 제어정보를 상이한 자율 운항 장비별로 사용자 인터페이스화해서 표시하도록 함으로써 영상통합계측한다(S202).

이를 위해, 예를 들어 상기 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷은 아래와 같이 이루어진다.

즉, 상기 영상통합계측이 될 시, 알람을 감지하지 않은 경우 해당되는 정상상태의 사용자 인터페이스를 예를 들어, 정상상태 정보 등의 글씨와, 자율운항장비의 이름과 위치 또는, 좌표를 팝업시킨다.

반면, 알람을 감지한 경우에는, 해당되는 이상상태 즉, 폴트의 사용자 인터페이스 예를 들어, 이상상태 정보 등의 글씨와, 자율운항장비의 이름과 위치 또는, 좌표 등을 팝업시킨다.

이러한 경우, 상기 영상통합계측이 될 시, 다수의 상이한 자율 운항 장비별로 상기 사용자 인터페이스를 하는 경우 HMI 기반에 맵 형태로 팝업시킴으로써 영상통합계측하도록 한다.

그리고, 이에 더하여 알람을 감지한 경우, 알람을 전달받은 해당되는 자율 운항 장비의 영상 녹화를 개시 수행하는 것을 포함한다.

또한, 상기 IP 모듈은 이렇게 영상통합계측이 될 시, 미리 등록된 자율 운항 장비로 상기 제어신호를 전송함으로써 무인 선박의 운항을 제어할 수 있도록 한다(S203).

따라서, 이를 통해 무인 선박의 제어반을 제공할 시, 무인 선박의 자율 운항을 위한 자율 운항 장비의 감시와 이러한 감시에 따른 객체 감시제어에 최적화된 기능을 제공한다.

이상과 같이, 일실시예는 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반을 제공한다. 그리고, 이러한 경우 일실시예는 미리 설정된 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷으로부터 해당되는 제어정보를 상이한 자율 운항 장비별로 사용자 인터페이스화해서 표시하도록 함으로써 영상통합계측한다.

따라서, 이를 통해 무인 선박의 제어반을 제공할 시, 무인 선박의 자율 운항을 위한 자율 운항 장비의 감시와 이러한 감시에 따른 객체 감시제어에 최적화된 기능을 제공한다.

도 3은 도 1의 무인 선박의 제어반에 적용된 일실시예에 따른 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷을 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로, 도 3은 상기 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷에 따른 무인 선박의 제어반의 사용자 인터페이스 화면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 그 장치는 자율 운항 장비의 상태 정보가 수집될 시, 일실시예의 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷으로부터 상기 수집된 자율 운항 장비의 상태 정보와 주요 자율운항기능의 제어정보를 상호 연동시켜 사용자 인터페이스화함으로써 영상통합계측한다.

예를 들어, 그 장치는 자율 운항 장비의 상태 정보가 수집될 시, 상기 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷으로부터 특정 자율 운항 장비의 속도와, 온도, 가동 시간 등의 글씨, 그래프, 자율 운항 장비의 위치 또는 좌표 등을 상호 연동시켜 사용자 인터페이스화함으로써 영상통합계측한다.

도 4는 도 1의 무인 선박의 제어반에 적용되는 모니터링 유닛의 하나의 예로서 단선 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 그 장치는 무인 선박의 제어반에 연결된 장비의 이상 여부를 모니터링할 시 장비와 계전기를 선택적으로 연결하는 스위치(400)와, 그 스위치(400)에 병렬로 연결된 저항(410) 및, 상기 저항(410)과 연동하여 단선을 검출해서 무인 선박의 제어반에 알림하는 단선 검출 유닛(420)을 포함한다.

상기 스위치(400)는 무인 선박의 제어반에 연결된 장비의 이상 여부를 모니터링 할 시, 계전기로부터의 선택적인 전원 공급에 따라 상기 장비와 계전기를 전기적으로 통전 또는 차단함으로써 상기 장비의 이상 여부를 모니터링할 수 있도록 한다. 구체적으로, 이러한 스위치(400)는 무인 선박의 제어반에 연결된 장비의 이상 여부를 모니터링할 시, 계전기로부터 전원을 공급받아 계전기와 장비를 전기적으로 통전함으로써 상기 장비의 이상 여부를 모니터링한다. 반면, 상기 스위치(400)는 계전기로부터 전원을 공급받지 않은 경우에는 상기 장비와 계전기에 대해 전기적으로 차단을 한다.

상기 저항(410)은 상기 스위치(400)에 의해 상기 장비와 계전기가 전기적으로 차단이 될 시, 상기 스위치(400)와 병렬로 연결 설치되어 상기 장비에 연결된 선로의 단선 여부에 따라 상이한 전압을 발생함으로써 단선을 검출할 수 있도록 한다. 예를 들어, 상기 저항(410)은 상기 장비에 연결된 선로가 단선이 된 경우, 이에 대응되는 전압을 발생함으로써 단선을 검출할 수 있도록 한다.

상기 단선 검출 유닛(420)은 상기 저항(410)에 의해 상이한 전압이 발생될 시, 발생된 전압에 따라 선로의 단선 여부를 검출하고 상기 무인 선박의 제어반에 알림함으로써 단선 검출하는 것이다. 이러한 경우, 추가적으로 상기 단선 검출 유닛(420)은 상기 스위치(400)와 저항에 각기 분기 연결되고 상호 간에 분리된 선로의 두 선에 연결된 선의 사이에 설치되어, 상기 저항(410)을 통해 단선에 대응되는 전압이 발생될 시 분리된 선을 연결함으로써 상기 스위치(400)와 저항(410)에 연동하여 폐회로를 형성한다. 그리고, 이때 상기 단선 검출 유닛(420)은 상기 폐회로가 형성될 시에만 흐르게 되는 전원을 제공하는 배터리를 포함한다. 또한 이에 더하여 이러한 단선 검출 유닛(420)은 상기 폐회로에 전원이 흐르게 되는 경우, 시스템적으로 일정 전압 이상의 발광 구동 전압을 가진 전류 흐름이 발생됨으로써 점등되고, 상기 폐회로에 전원이 흐르게 되지 않는 경우 상기 전류 흐름이 발생되지 않음으로써 소등되는 발광 다이오드를 포함한다.

따라서, 이를 통해 무인 선박의 제어반으로 입력되는 기기의 이상 정보가 단선으로 인해 정상적으로 입력되지 않을 때 이를 사전에 감지하고 보호회로를 작동시킴으로 사고를 방지하고 향후 제어반 및 시스템에 대한 신뢰성을 확보한다.

추가적으로, 이러한 무인 선박의 제어반에 사용되는 단선 검출 장치는 단선 여부를 무인 선박의 제어반에 알림할 시, 일실시예에 따른 단선 알림부(미도시)로부터 그의 동작을 수행함으로써 보다 효율적으로 단선 여부에 대해서 알림할 수 있도록 한다.

구체적으로, 상기 단선 검출 유닛(420)은 상기 발광 다이오드에 의해 점등이 될 시, 상기 무인 선박의 제어반으로 선택적인 전기적 연결이 되어 단선 알림 신호를 시스템적으로 발생 출력함으로써 무인 선박의 제어반에 단선 여부를 알리는 단선 알림부(미도시)를 더 포함한다.

그래서, 이에 따라 단선 여부를 무인 선박의 제어반에 알림할 시, 일실시예에 따른 단선 알림부로부터 그의 동작을 수행함으로써 보다 효율적으로 단선 여부에 대해서 알림한다.

도 5는 도 4의 단선 검출 장치에 적용된 단선 검출 유닛의 다른 예를 구체적으로 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 그 단선 검출 유닛은 상호 간에 분리된 출력 케이블의 심선에 연결된 선과 출력 케이블의 차폐와 연결된 선 사이에 설치되어, 선로의 단락이 될 시, 사용자 키 조작에 따라 분리된 선 간을 연결하여 상기 스위치와 저항을 통해 폐회로를 형성하는 순간 접점 스위치를 포함한다.

그리고, 이에 더하여 상기 단선 검출 유닛은 상기 순간 접점 스위치에 의해 폐회로가 형성될 시, 이러한 폐회로 상으로 흐르는 전원을 제공하는 배터리를 포함한다.

또한, 이러한 경우 상기 단선 검출 유닛은 상기 순간 접점 스위치와 상기 배터리 사이에 설치되어, 상기 폐회로 상으로 배터리 전원이 흐르게 될 시 단락 상태인 경우에는 전류가 흘러 점등되어 알리고, 정상 상태인 경우 전류가 흐르지 않아 소등되는 발광 다이오드를 포함한다.

따라서, 이를 통해 선로가 단락이 될 시, 이를 외부에서 인식될 수 있도록 함으로써, 사용자가 조치를 취하도록 한다.

한편, 이에 더하여 다른 실시예는 이러한 단선 검출이 될 시, 단선 검출 장치의 특성으로부터 고장 진단을 함으로써 원활히 사용할 수 있도록 한다.

이를 위해, 상기 단선 검출 유닛은 아래의 구성을 가진다.

a) 먼저 상기 단선 검출이 될 시, 선로의 단선 여부에 따라 발생된 전압이 미리 설정된 허용 정상전압범위보다 이하인 경우 정상 처리하고, 초과하는 경우 단선 검출 이상에 실질적으로 영향을 미치는 이상인자를 검출한다.

b) 이러한 경우, 상기 이상인자는 단선 검출 유닛 자체와, 이를 제외한 나머지의 다른 장비이다.

c) 그리고, 상기 이상인자는 아래의 [식 1]로 단선 검출 유닛이 이상인자인지의 여부를 추정하여 상기 [식 1]의 추정 값(Xt)이 미리 설정된 값 이상인 경우 단선 검출 유닛 자체를 이상인자로 판별하며, 미만인 경우 이를 제외한 나머지의 다른 장비 등을 이상인자로 순차적으로 판별한다.

[식 1]

Xt = γ1Xt-1 + γ2Xt-2 + ... + γpXt-p + ζt - δt-1ζt-1 - ... - δqζt-q

(여기서, Xt는 현재 단선 검출 유닛 영향도, Xt-p는 현재 단선 검출 유닛의 표면 청결도와, 표면 상태를 포함한 단선 검출 유닛 자체의 부품인자별 단선 검출 유닛 영향도, γ는 단선 검출 유닛 자체의 부품인자별 영향도 간 상관도, ζ는 단선 검출 유닛 자체의 부품인자별 영향도 이동 평균 값과 상기 Xt-p 간 오차, δ는 상기 ζ의 단선 검출 유닛 영향도)

d) 그리고, 이러한 경우 상기 [식 1]의 이동평균 구간은 사용 중인 단선 검출 유닛의 현재 마모도가 미리 설정된 값보다 적은 경우 미리 설정된 기준 이동평균 구간 값에서 아래의 [식 2]에 따라 산출한 이동평균 구간 값만큼 차감하여 단축 설정한다.

반면, 상기 [식 1]의 이동평균 구간은 사용 중인 단선 검출 유닛의 현재 마모도가 미리 설정된 값보다 큰 경우 상기 기준 이동평균 구간 값에서 아래의 [식 2]에 따라 산출한 이동평균 구간 값만큼 가산하여 신장 설정한다.

[식 2]

이동평균 구간 = [{(현재 마모도 - 미리 설정된 마모도)/미리 설정된 단위 마모도 차이 값} × 미리 설정된 단위 이동평균 구간]

추가적으로, 일실시예에 따른 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반은 IOT 기능을 제공하는 IOT모듈을 구성함으로써, 사용자에 의해 쉽게 감시와 제어 등이 이루어지도록 한다.

구체적으로, 이를 위해 상기한 IOT모듈은 감시 동작이 될 시, 수집된 데이터에 대해 미리 설정된 데이터별 음성정보에 따라 예를 들어, 음성멘트에 따라 상이하게 음성으로 알람함으로써, 음성 IOT기능을 수행한다.

이러한 경우, 상기 음성멘트는 예를 들어 이렇게 알람이 될 시, IOT 모듈 자체에 구비된 플래시 음성메모리에 등록함으로써 형성된다.

그래서, 이를 통해 전술한 바에 더해 감시 동작을 할 시, I/O 장치로부터 수집된 데이터에 대해 지정된 음성으로 알람을 한다.

또 다른 한편으로는, 이에 더하여 일실시예에 따른 단일 PCB 기반의 영상통합계측용 무인 선박의 제어반은 감시 동작을 할 시, 이러한 IOT모듈로부터 문자를 알람함으로써 지원한다.

구체적으로, 이를 위해 상기 IOT모듈은 감시 동작이 될 시, I/O 장치에 의해 수집된 데이터에 대해 미리 설정된 데이터별 문자정보에 따라 문자를 알람함으로써 통합 IOT기능을 수행한다.

101 : 모니터링 유닛 102 : MCU
103 : IP 모듈 104 : 표시부

Claims (5)

1. 무인 선박을 운항할 시, 주요 자율운항기능에 대해 제어를 수행함으로써 무인 선박의 운항을 제어하는 무인 선박의 제어반에 있어서,
   상기 주요 자율운항기능에 대해 제어가 수행될 시, 미리 등록된 자율 운항 장비의 상태 정보를 수집함으로써 자율 운항 장비를 모니터링할 수 있도록 하는 모니터링 유닛;
   상기 모니터링 유닛에 의해 자율 운항 장비의 상태 정보가 수집될 시, 수집된 자율 운항 장비의 상태 정보에 따라 상이하게 주요 자율운항기능에 대해 전체적으로 제어신호를 발생함으로써 주요 자율운항기능을 제어하는 MCU;
   상기 MCU에 의해 제어신호가 발생될 시, 미리 등록된 자율 운항 장비로 상기 제어신호를 전송함으로써 무인 선박의 운항을 제어할 수 있도록 하는 IP 모듈; 및
   상기 MCU에 의해 제어신호가 발생될 시, 수집된 자율 운항 장비의 상태 정보에 따른 주요 자율운항기능의 제어정보를 상기 MCU의 제어에 따라 표시하도록 전송하는 알림부; 를 포함하고 있으며,
   상기 MCU는 상기 제어정보가 표시될 시, 미리 설정된 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합포맷으로부터 해당되는 제어정보를 상이한 자율 운항 장비별로 사용자 인터페이스화해서 표시하도록 함으로써 영상통합계측하고,
   
   상기 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합 포맷은
   상기 영상통합계측이 될 시 알람을 감지하지 않은 경우 해당되는 정상상태의 사용자 인터페이스를 팝업시키고, 알람을 감지한 경우에는 해당되는 이상상태의 사용자 인터페이스를 팝업시키는 동작을 포함하고,
   
   상기 주요 자율운항기능의 제어처리와 해당되는 HMI의 상호연동 통합 포맷은
   상기 영상통합계측이 될 시, 다수의 상이한 자율 운항 장비별로 상기 사용자 인터페이스를 하는 경우 HMI 기반에 맵 형태로 팝업시키며,
   
   상기 모니터링 유닛은,
   자율 운항 장비의 이상 여부를 모니터링할 시, 계전기로부터의 선택적인 전원 공급에 따라 상기 자율 운항 장비와 계전기를 전기적으로 통전 또는 차단함으로써 상기 자율 운항 장비의 이상 여부를 모니터링할 수 있도록 하는 스위치;
   상기 스위치에 의해 상기 자율 운항 장비와 계전기가 전기적으로 차단이 될 시, 상기 스위치와 병렬로 연결 설치되어 상기 자율 운항 장비에 연결된 선로의 단선 여부에 따라 상이한 전압을 발생함으로써 단선을 검출할 수 있도록 하는 저항; 및
   상기 저항에 의해 상이한 전압이 발생될 시, 발생된 전압에 따라 선로의 단선 여부를 검출하고 알림함으로써 단선 검출하는 단선 검출 유닛; 을 포함하고 있으며,
   상기 단선 검출 유닛은,
   상기 스위치와 저항에 각기 분기 연결되고 상호 간에 분리된 선로의 두 선에 연결된 선의 사이에 설치되어, 상기 저항을 통해 단선에 대응되는 전압이 발생될 시 분리된 선을 연결함으로써 상기 스위치와 저항에 연동하여 폐회로를 형성하고,
   상기 폐회로가 형성될 시에만 흐르게 되는 전원을 제공하는 배터리; 및
   상기 폐회로에 전원이 흐르게 되는 경우, 일정 전압 이상의 발광 구동 전압을 가진 전류 흐름이 발생됨으로써 점등되고, 상기 폐회로에 전원이 흐르게 되지 않는 경우 상기 전류 흐름이 발생되지 않음으로써 소등되는 발광 다이오드; 를 포함하고,
   
   상기 단선 검출 유닛은
   상기 발광 다이오드에 의해 점등이 될 시, 상기 무인 선박의 제어반으로 선택적인 전기적 연결이 되어 단선 알림 신호를 시스템적으로 발생 출력함으로써 무인 선박의 제어반에 단선 여부를 알리는 단선 알림부; 를 더 포함하고,
   
   상기 단선 검출 유닛은 단선 검출이 될 시, 단선 검출 장치의 특성으로부터 고장 진단을 함으로써 원활히 사용할 수 있도록 아래의 구성을 가지는 것;
   a) 먼저 상기 단선 검출이 될 시, 선로의 단선 여부에 따라 발생된 전압이 미리 설정된 허용 정상전압범위보다 이하인 경우 정상 처리하고, 초과하는 경우 단선 검출 이상에 실질적으로 영향을 미치는 이상인자를 검출하고,
   b) 이러한 경우, 상기 이상인자는 단선 검출 유닛 자체와, 이를 제외한 나머지의 다른 장비이고.
   c) 상기 이상인자는 아래의 [식 1]로 단선 검출 유닛이 이상인자인지의 여부를 추정하여 상기 [식 1]의 추정 값(Xt)이 미리 설정된 값 이상인 경우 단선 검출 유닛 자체를 이상인자로 판별하며, 미만인 경우 이를 제외한 나머지의 다른 장비 등을 이상인자로 순차적으로 판별하며,
   [식 1]
   Xt = γ1Xt-1 + γ2Xt-2 + ... + γpXt-p + ζt - δt-1ζt-1 - ... - δqζt-q
   (여기서, Xt는 현재 단선 검출 유닛 영향도, Xt-p는 현재 단선 검출 유닛의 표면 청결도와, 표면 상태를 포함한 단선 검출 유닛 자체의 부품인자별 단선 검출 유닛 영향도, γ는 단선 검출 유닛 자체의 부품인자별 영향도 간 상관도, ζ는 단선 검출 유닛 자체의 부품인자별 영향도 이동 평균 값과 상기 Xt-p 간 오차, δ는 상기 ζ의 단선 검출 유닛 영향도)
   d) 이러한 경우 상기 [식 1]의 이동평균 구간은 사용 중인 단선 검출 유닛의 현재 마모도가 미리 설정된 값보다 적은 경우 미리 설정된 기준 이동평균 구간 값에서 아래의 [식 2]에 따라 산출한 이동평균 구간 값만큼 차감하여 단축 설정하고, 반면, 상기 [식 1]의 이동평균 구간은 사용 중인 단선 검출 유닛의 현재 마모도가 미리 설정된 값보다 큰 경우 상기 기준 이동평균 구간 값에서 아래의 [식 2]에 따라 산출한 이동평균 구간 값만큼 가산하여 신장 설정하고,
   [식 2]
   이동평균 구간 = [{(현재 마모도 - 미리 설정된 마모도)/미리 설정된 단위 마모도 차이 값} × 미리 설정된 단위 이동평균 구간]
   을 특징으로 하는 단일 PCB 기반의 영상통합계측제어용 무인 선박의 제어반.
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