KR102177191B1 - 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템 - Google Patents

해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GPS(50)에 의해 선박의 운항 경로를 생성하는 메인 운항부(100); 적어도 어느 하나 이상의 라이다 센서(220)에 의해 해상 물체를 탐지하고, 탐지된 해상 물체의 위치 신호를 포함한 해상물체정보를 전송하는 해상 물체 탐지부(200); 상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단하여 상기 운항 경로에 상기 위치 신호가 존재하는 경우, 충돌 회피 정보를 생성하고, 상기 충돌 회피 정보에 따라 회피 운항 신호를 전송하는 충돌 회피 운항부(300); 및 상기 운항 신호 및 회피 운항 신호 중 적어도 하나를 수신하여 조타장치(410) 및 조타기(420) 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 자동 조타부(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항 선박 라이다 시스템에 관한 것이다.

Description

해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템{AUTONOMOUS VESSEL LIDAR SYSTEM FOR DETECTION OF MARINE OBJECTS}
본 발명은 라이다 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박의 전방부를 향해 레이저를 조사하는 라이다 장치를 이용하여 해상 물체를 탐지하고, 탐지된 해상 물체를 회피하는 운항 경로를 안내하여 해상 물체와의 충돌을 방지함으로써 안전 운항을 도모할 수 있도록 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템에 관한 것이다.
최근 GPS 및 각종 센서의 발전으로 인해 차량이 최단 거리를 가진 경로로 자율 주행하는 것은 어렵지 않은 기술이라 할 수 있으나, 선박의 운항에 있어서는 그렇지 않다고 할 수 있다.
선박은 자동차나 오토바이 등 기타 육상에서 운행되는 차량과는 다르게 수중에서 운항되는 특성상 관성력이 매우 크므로 즉각적으로 속도나 방향을 조절하는 것이 매우 어렵기 때문이다.
또한, 바다는 육지처럼 정해진 도로가 없고 날씨 등 여러 변수의 영향을 크게 받기 때문에 예정된 경로로 운항하는 것은 매우 어려운 것이 현실이며, 예상하지 못한 다른 선박 및 암초 등과의 충돌을 예방하기 위해 선원들이 항상 전방을 주시해야 한다.
특히, 선박 운행 중에 대량의 비 또는 눈이 내리거나, 고농도의 안개, 스모그(smog), 황사 또는 미세먼지 등이 발생한 경우, 가시성(visibility, 可視性)이 급격히 낮아져 선원들이 전방을 주시하더라도 육안(肉眼)으로 물체를 탐지하기 어렵기 때문에 예상하지 못한 다른 선박 및 암초 등과 충돌할 수 있는 매우 위험한 상황에 놓이게 될 수 있는 문제점이 있다.
즉, 선박의 운항은 충돌 회피가 핵심이라고 할 수 있는데, 선박의 속도나 방향을 조절하기 위해서는 선박의 운항 경로를 미리 예측하여 사전에 조향 핸들이나 변속 레버의 조작을 수행하여야 한다.
따라서, 본 발명에서는 선박의 전방부를 향해 레이저가 조사되도록 설치된 라이다 장치를 이용하여 악조건의 날씨에도 다른 선박 및 암초 등 존재할 수 있는 해상 물체를 미리 탐지하고, 이를 통해 사전에 조향 핸들이나 변속 레버의 조작을 수행하도록 함으로서 충돌을 회피하면서 자율운행이 가능하도록 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템을 제안하고자 한다.
한국등록특허공보(B1) 제10-0734814호(등록일: 2007.06.27.)
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 선박의 전방부를 향해 라이다 장치를 설치함으로써, 평소에는 물론이고 악조건의 날씨에서도 운항 중인 선박의 전방부에 존재할 수 있는 해상 물체를 미리 탐지하여 충돌 회피가 가능한 경로로 자율운항이 가능함에 따라, 해상 물체와의 충돌을 방지하는 안전한 운항을 가능하게 할 수 있는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
GPS에 의해 선박의 운항 경로를 생성하는 메인 운항부; 적어도 어느 하나 이상의 라이다 센서에 의해 해상 물체를 탐지하고, 탐지된 해상 물체의 위치 신호를 포함한 해상물체정보를 전송하는 해상 물체 탐지부; 상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단하여 상기 운항 경로에 상기 위치 신호가 존재하는 경우, 충돌 회피 정보를 생성하고, 상기 충돌 회피 정보에 따라 회피 운항 신호를 전송하는 충돌 회피 운항부; 및 상기 운항 신호 및 회피 운항 신호 중 적어도 하나를 수신하여 조타장치 및 조타기 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 자동 조타부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해상 물체 탐지부는 상기 라이다 센서에서 조사된 레이저 중 중력 방향에 대하여 수직으로 조사된 레이저를 선별하여 상기 해상 물체를 탐지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운항 경로, 해상물체정보 및 충돌 회피 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 수신하여 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충돌 회피 정보는 충돌 회피 경로 및 충돌 회피 선박 속도 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충돌 회피 운항부에서 상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단한 결과 충돌 회피가 불가능한 경우, 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 알람 전송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충돌 위험 알람 신호는 선박 내부에 보내는 내부알람신호; 주변의 타 선박에 보내는 외부알람신호; 및 해상교통관제센터에 보내는 관제센터알람신호; 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해상물체정보는 해상물체의 위치 신호, 이동 속도, 이동 방향 및 물체 형상 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 라이다 센서는 Class 1, Class 2, Class 3 및 Class 4 등급 레이저 중 적어도 어느 하나 이상의 출력이 가능하며, 상기 해상 물체 탐지부는 물체 형상 정보가 선박으로 탐지되면 탐지된 선박과 라이다 센서간 거리에 따라 레이저 등급을 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라이다 센서는 선박의 전방부를 향해 배치되어 상기 선박의 이동 경로를 기준으로 좌우 180°반경을 탐지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 운항부는 GPS와의 연동을 통해 해상위치 좌표를 탐지하는 GPS 연동모듈과, 선박의 하부에 배치되어 해저지형을 탐지하는 초음파 탐지기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템을 이용한 자율운항 방법은,
GPS에 의해 선박의 운항 경로를 생성하고, 상기 운항 경로로 운항 신호를 전송하는 운항경로 생성단계; 적어도 어느 하나 이상의 라이다 센서에 의해 해상 물체를 탐지하고, 탐지된 해상 물체의 위치 신호를 포함한 해상물체정보를 전송하는 해상 물체 탐지단계; 및 상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단하여 상기 운항 경로에 상기 위치 신호가 존재하는 경우, 충돌 회피 정보를 생성하고, 상기 충돌 회피 정보에 따라 회피 운항 신호를 전송하는 회피운항 안내단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회피운항 안내단계 이후에, 상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단한 결과 충돌 회피가 불가능한 경우, 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 알람 전송단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 알람 전송단계는 선박 내부에 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 내부 알람 전송 단계; 주변의 타 선박에 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 외부 알람 전송 단계; 및 해상교통관제센터에 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 관제센터 알람 전송 단계; 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운항경로 생성단계는 GPS와 연동하여 선박의 해상위치좌표를 탐지하면서 초음파 탐지기를 통해 해저지형을 탐지하는 해저지형 탐지단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템은,
평소에는 물론이고 대량의 비 또는 눈이 내리거나, 고농도의 안개, 스모그(smog), 황사 또는 미세먼지 등의 발생과 같은 악조건의 날씨에도 운항 중인 선박의 전방부에 존재할 수 있는 해상 물체를 미리 탐지하여 충돌 회피가 가능한 경로로 자율운항이 가능함에 따라, 해상 물체와의 충돌을 방지하는 안전한 운항을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템을 이용한 자율운항 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 상기 회피운항 단계를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 4는 상기 알람 전송단계의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전 하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
또한, 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
그리고, 시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
또한, 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
그리고, 'X축 방향', 'Y축 방향' 및 'Z축 방향'은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서 보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
또한, '적어도 하나'의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, '제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나'의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템 및 방법을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템은 기본적으로 메인 운항부(100), 해상 물체 탐지부(200), 충돌 회피 운항부(300) 및 자동 조타부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
메인 운항부(100)는 GPS(50)에 의해 선박의 운항 경로를 생성하고, 상기 운항 경로로 운항 신호를 전송하는 구성이다. 여기서, 상기 GPS(50)는 위성으로부터 위치 정보를 송수신하는 구성으로서, 상기 운항 경로를 획득하기 위해 일반적으로 사용되는 공지 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 메인 운항부(100)는 GPS(50)와의 연동을 통해 해상위치의 좌표를 탐지하는 GPS 연동모듈(110)과, 선박의 하부에 배치되어 해저지형을 탐지하는 적어도 어느 하나 이상의 초음파 탐지기(120)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 GPS 연동모듈(110)의 경우 수중에서는 GPS 신호를 수신하기 어렵기 때문에 수중의 위치나 물체 탐지가 어려운 점을 고려하여, 초음파 탐지기(120)를 통해 해상 위로 노출되지 않는 수중 물체를 탐지하여 이로 인한 충돌 사고를 예방 가능하도록 할 수 있다.
상기 운항 신호는 GPS(50)에 의해 생성된 운항 경로로 선박이 운항되도록 조타장치(410) 및 조타기(420) 중 적어도 어느 하나 이상을 자동으로 제어하는 신호를 의미하며, 상기 운항 신호는 상기 자동 조타부(400)에 수신되어 상기 조타장치(410) 및 상기 조타기(420) 중 적어도 어느 하나 이상을 자동으로 제어하게 된다.
상기 해상 물체 탐지부(200)는 적어도 어느 하나 이상의 라이다 센서(220)에 의해 해상 물체를 탐지하고, 탐지된 해상 물체의 위치 신호, 이동 속도, 이동 방향 및 물체 형상 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 해상물체정보를 전송하는 구성이다. 한편, 상기 라이다 센서(220)에서 조사되는 레이저는 선박의 이동 경로와 수평하게 조사되어야 보다 정확한 해상 물체의 탐지가 가능할 것인데, 바다 위에서는 파도나 너울, 바람 등에 의해 수면이 고르지 못하기 때문에 선박은 출렁일 수 밖에 없다. 이를 해결하기 위해 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템의 상기 해상 물체 탐지부(200)는 상기 라이다 센서(220)에서 조사된 레이저 중 중력 방향에 대하여 수직으로 조사된 레이저를 선별하여 상기 해상 물체를 탐지하는 것이 특징이다. 예를 들어, 상기 라이다 센서(220)에서 조사될 때 중력 방향에 대하여 수직으로 조사되지 않은 레이저의 신호는 수신 대상에서 제외하는 방법이 있을 수 있다. 이러한 레이저의 선별을 가능하게 하기 위해 해상 물체 탐지부(200)는 중력 센서, 관성 센서 등과 같이 상기 라이다 센서(220)의 흔들림을 파악할 수 있는 센서를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템에서 이용하는 상기 라이다 센서(220)는 Class 1 등급, Class 2 등급, Class 3 등급 및 Class 4 등급 레이저 중 적어도 어느 하나 이상을 출력하도록 구성될 수 있다. Class 1 등급 레이저는 레이저 방사선에 대한 인체 접근을 방지하는 방식으로 설계된 레이저로, 인체에 레이저가 조사되어도 위험하지 않으며, Class 2 등급 레이저는 일반적으로 위험하지 않지만 해당 레이저에 사람의 눈이 장기간 직접 노출되는 경우 위험할 수 있다. Class 3 등급 레이저는 사람의 눈 또는 눈을 포함한 손, 발 등에 직접 조사되면 위험할 수 있는데, 세부적으로 Class 3 등급 레이저는 Class 3R 등급 레이저 및 Class 3B 등급 레이저로 분류되며, Class 3R 등급 레이저는 사람의 눈에 직접 조사되면 위험할 수 있으며, Class 3B 등급 레이저는 사람의 눈을 포함한 인체에 직접 조사되면 위험할 수 있다. 상기 Class 4 등급 레이저는 인체에 직접 또는 간접적으로 조사되면 위험할 수 있다.
이와 같이 레이저 등급을 조절하기 위해, 상기 해상 물체 탐지부(200)는 물체 형상 정보가 선박으로 탐지되면 탐지된 선박과 라이다 센서(220)간 거리에 따라 조사 중인 레이저의 등급을 해당 선박에 상주하는 사람에게 인체에 무해한 수준의 레이저 등급으로 변경하도록 제어하는 라이다 센서 제어부(210)를 더 포함하여, 라이다 센서 제어부(210)가 선박에 근접할수록 레이저 등급을 Class 4 => Class 3 => Class 2 => Class 1 순서로 레이저 출력을 조정할 수 있다.
라이다 센서(220)는 선박의 전방부를 향해 배치되어 있으며, 상기 선박의 이동 경로를 기준으로 좌우 180°반경을 탐지하도록 회전부에 장착되어 있을 수 있다. 상기 회전부는 일정 시간 간격으로 회전될 수 있는 구성으로서, 상기 라이다 센서(220)에서 조사되는 레이저의 방향을 주기적으로 바꾸어 줄 수 있다.
충돌 회피 운항부(300)는 메인 운항부(100)로부터 수신한 운항 경로 및 해상 물체 탐지부(200)로부터 수신한 위치 신호를 비교 판단하여 운항 경로에 위치 신호가 존재하는 경우, 충돌 회피 정보를 생성하고, 충돌 회피 정보에 따라 회피 운항 신호를 전송하는 구성이다.
충돌 회피 정보는 충돌 회피 경로 및 충돌 회피 선박 속도 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있으며, 해당 충돌 회피 정보는 자동 조타부(400)에 송신되며, 자동 조타부(400)는 수신된 충돌 회피 정보에 기초하여 조타장치(410) 및 조타기(420) 중 적어도 어느 하나 이상을 자동으로 제어하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이, 선박은 전진, 후진 및 그 속도를 조정하는 조타장치(410)와 선박의 방향을 조정하는 조타기(420)에 의해 방향 및 속도를 제어하게 되는데, 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템의 구성에는 상기 조타장치(410)와 조타기(420)를 자동으로 제어하는 자동 조타부(400)가 포함될 수 있다.
추가적으로, 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템은 상기 운항 경로, 위치 신호 및 충돌 회피 정보 중 적어도 하나를 수신하여 표시하는 구성으로서, 자율운항 중인 선박의 현재 상황을 선원이 인지할 수 있도록 하는 디스플레이부(500)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템은 알람 전송부(310)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 알람 전송부(310)는 상기 충돌 회피 운항부(300)에서 상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단한 결과 충돌 회피가 불가능한 경우, 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 구성이다. 상기 충돌 위험 알람 신호는 선박 내부에 보내는 내부알람신호, 주변의 타 선박에 보내는 외부알람신호 및 해상교통관제센터에 보내는 관제센터알람신호 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 외부알람신호는 신호를 보내는 선박의 정보, 해당 선박과 해상 물체와의 충돌이 예상되는 지점의 위치 정보 및 충돌이 예상되는 시간에 대한 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 관제센터알람신호는 신호를 보내는 선박의 정보, 해당 선박과 해상 물체와의 충돌이 예상되는 지점의 위치 정보 및 충돌이 예상되는 시간에 대한 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. 이를 통해 다른 선박이나 암초 등과 같은 해상 물체와의 충돌이 불가피한 경우 추가적으로 발생될 수 있는 위험 상황을 대처할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템을 이용한 자율운항 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템을 이용한 자율운항 방법은, 기본적으로 운항경로 생성단계(S100), 해상 물체 탐지단계(S200) 및 회피운항 안내단계(S300)를 포함할 수 있다.
운항경로 생성단계(S100)는 GPS(50)에 의해 선박의 운항 경로를 생성하는 단계이다.
해상 물체 탐지단계(S200)는 적어도 어느 하나 이상의 라이다 센서(220)에 의해 해상 물체를 탐지하고, 탐지된 해상 물체의 위치 신호를 포함한 해상물체 정보를 전송하는 단계이다.
도 3은 상기 회피운항 단계를 개략적으로 도시한 순서도이다.
회피운항 안내단계(S300)는 상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단하여 상기 운항 경로에 상기 위치 신호가 존재하는 경우, 충돌 회피 정보를 생성하고, 상기 충돌 회피 정보에 따라 회피 운항 신호를 전송하는 단계이다.
또한, 본 발명에 따른 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템을 이용한 자율운항 방법에는 알람 전송단계(S400)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 상기 알람 전송단계의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
상기 알람 전송단계(S400)는 상기 회피운항 안내단계(S300) 이후에, 상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단한 결과 충돌 회피가 불가능한 경우, 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 단계이다. 상기 알람 전송단계(S400)는 선박 내부에 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 내부 알람 전송 단계(S410), 주변의 타 선박에 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 외부 알람 전송 단계(S420) 및 해상교통관제센터에 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 해상교통관제센터 알람 전송 단계(S430) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 운항경로 생성단계(S100)는 GPS(50)와 연동하여 선박의 해상위치좌표를 탐지하면서 초음파 탐지기(120)를 통해 해저지형을 탐지하는 해저지형 탐지단계(S110)를 더 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
이상 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
50: GPS 100: 메인 운항부
110: GPS 연동모듈 120: 초음파 탐지기
200: 해상 물체 탐지부 210: 라이다 센서 제어부
220: 라이다 센서 300: 충돌 회피 운항부
310: 알람전송부 400: 자동 조타부
410: 조타장치 420: 조타기
500: 디스플레이부

Claims (13)

  1. GPS(50)에 의해 선박의 운항 경로를 생성하는 메인 운항부(100);
    적어도 어느 하나 이상의 라이다 센서(220)에 의해 해상 물체를 탐지하고, 탐지된 해상 물체의 위치 신호, 이동 속도, 이동 방향 및 물체 형상 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 해상물체정보를 전송하는 해상 물체 탐지부(200);
    상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단하여 상기 운항 경로에 상기 위치 신호가 존재하는 경우, 충돌 회피 정보를 생성하고, 상기 충돌 회피 정보에 따라 회피 운항 신호를 전송하는 충돌 회피 운항부(300); 및
    상기 운항 신호 및 회피 운항 신호 중 적어도 하나를 수신하여 조타장치(410) 및 조타기(420) 중 적어도 어느 하나 이상을 제어하는 자동 조타부(400);를 포함하며,
    상기 해상 물체 탐지부(200)는 상기 라이다 센서(220)에서 조사된 레이저 중 중력 방향에 대하여 수직으로 조사되지 않은 레이저의 신호는 수신 대상에서 제외하고, 수직으로 조사된 레이저만을 선별하여 상기 해상 물체를 탐지하기 위한 중력 센서 및 관성 센서 중 적어도 어느 하나 이상의 센서를 포함하며,
    상기 라이다 센서(220)는 Class 1, Class 2, Class 3 및 Class 4 등급 레이저 중 적어도 어느 하나 이상의 출력이 가능하며,
    상기 해상 물체 탐지부(200)는 물체 형상 정보가 선박으로 탐지되면 탐지된 선박과 라이다 센서간 거리에 따라 조사 중인 레이저의 등급을 인체에 무해한 수준의 레이저 등급으로 변경하도록 제어하는 라이다 센서 제어부(210)를 더 포함하며,
    상기 라이다 센서 제어부(210)가 탐지된 선박에 근접할수록 레이저 등급을 Class 4, Class 3, Class 2, Class 1 순서로 변경하여 레이저 출력을 조정하는 것을 특징으로 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항 선박 라이다 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 운항 경로, 해상물체정보 및 충돌 회피 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 수신하여 표시하는 디스플레이부(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충돌 회피 정보는 충돌 회피 경로 및 충돌 회피 선박 속도 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항 선박 라이다 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충돌 회피 운항부(300)에서 상기 운항 경로 및 위치 신호를 비교 판단한 결과 충돌 회피가 불가능한 경우, 충돌 위험 알람 신호를 전송하는 알람 전송부(310);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 충돌 위험 알람 신호는 선박 내부에 보내는 내부알람신호; 주변의 타 선박에 보내는 외부알람신호; 및 해상교통관제센터에 보내는 관제센터알람신호; 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항선박 라이다 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 라이다 센서(220)는 선박의 전방부를 향해 배치되어 상기 선박의 이동 경로를 기준으로 좌우 180°반경을 탐지하는 것을 특징으로 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항 선박 라이다 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메인 운항부(100)는 GPS(50)와의 연동을 통해 해상위치 좌표를 탐지하는 GPS 연동모듈(110)과, 선박의 하부에 배치되어 해저지형을 탐지하는 초음파 탐지기(120);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 물체 탐지를 위한 자율운항 선박 라이다 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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