KR102329262B1 - 해양레저 네비게이션 제공 방법 - Google Patents

해양레저 네비게이션 제공 방법 Download PDF

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KR102329262B1 KR1020210100943A KR20210100943A KR102329262B1 KR 102329262 B1 KR102329262 B1 KR 102329262B1 KR 1020210100943 A KR1020210100943 A KR 1020210100943A KR 20210100943 A KR20210100943 A KR 20210100943A KR 102329262 B1 KR102329262 B1 KR 102329262B1
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이승원
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주식회사 포에스텍
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Abstract

본 발명은 해양레저 네비게이션 제공 방법에 관한 것으로, 해수면 위치의 수직 해면바닥을 기준으로 해양레저인원의 수평 위치에 따라 운영 모드를 결정하는 단계; 상기 운영 모드가 지상 모드인 경우 상기 해양레저인원의 지상 위치를 추적하여 센서 테이블에 기록하는 단계; 상기 운영 모드가 수중 모드인 경우 상기 해양레저인원의 수심, 잠수 시간 및 잠수 방향을 포함하는 수중 위치를 추적하여 상기 센서 테이블에 기록하는 단계; 상기 운영 모드가 상기 지상 모드에서 상기 수중 모드로 변경되는 경우 해당 변경 시점에서 상기 지상 위치를 복귀 위치로 설정하고 상기 수중 위치의 변화에 따라 상기 복귀 위치로 복귀하는 수면에서의 네비게이션 정보를 생성하는 단계; 및 상기 수중 위치의 변화를 기초로 상기 수중 위치에 대응하는 상기 지상 위치의 변화를 예측하고 해당 예측의 신뢰도에 따라 상기 네비게이션 정보를 갱신하는 단계;를 포함한다.

Description

해양레저 네비게이션 제공 방법{METHOD FOR PROVIDING MARINE LEISURE NAVIGATION}
본 발명은 네비게이션 제공 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중 상태에서 해양레저인원에게 자신의 위치와 복귀 지점에 대한 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 해양레저 네비게이션 제공 방법에 관한 것이다.
다이브컴퓨터(Dive Computer)는 수중에 잠수하는 사람들에게 수온이나 수심 등의 정보를 알려주는 역할을 하는데, 이러한 다이브컴퓨터를 이용하여 해양레저활동 인원들은 서로 수중에서 정보를 교환하거나 안전사고에 대비할 수 있다. 최근 스킨스쿠버 등 레저 인구가 증가하면서 다이브컴퓨터에 대한 수요도 늘어나고 있다.
다이브컴퓨터 자체가 감압에 필요한 정보를 해양레저인원들에게 제공해주는 역할을 하기 때문에 여러 정보들이 표출되게 된다. 따라서 어두운 수중에서도 잘 보이도록 시인성이 좋아야 한다.
또한, 다이브컴퓨터는 해양레저인원들에게 수중에서 다양한 정보를 제공하는 것에 그치지 않고, 긴급한 상황이 발생하였을 경우 정확한 복귀 지점으로 안내하거나 발견되기 쉬운 장소로 안내하는 등 해양레저인원의 생명을 보호하기 위한 기능도 필수적으로 갖추어야 한다.
한국공개특허 제10-2018-0078017호 (2018.07.09)
본 발명의 일 실시예는 수중 상태에서 해양레저인원에게 자신의 위치와 복귀 지점에 대한 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 해양레저 네비게이션 제공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 다양한 센싱 정보를 활용하여 긴급 상황에서 수중환경의 해양레저인원에 대한 현재 위치 지점에서 복귀 지점까지의 방향 및 거리를 효과적으로 추정하여 해양레저인원의 안전한 복귀를 지원할 수 있는 해양레저 네비게이션 제공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 수중환경에서 해양레저인원의 위치에 관한 3차원 모델과 이에 기반한 2차원 정보를 학습하여 복귀 지점까지의 정확한 네비게이션 정보를 생성함으로써 해양레저인원의 안전한 복귀를 지원할 수 있는 정확도가 개선된 해양레저 네비게이션 장치 및 그 제공 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 해양레저 네비게이션 제공 방법은 해수면 위치의 수직 해면바닥을 기준으로 해양레저인원의 수평 위치에 따라 운영 모드를 결정하는 단계; 상기 운영 모드가 지상 모드인 경우 상기 해양레저인원의 지상 위치를 추적하여 센서 테이블에 기록하는 단계; 상기 운영 모드가 수중 모드인 경우 상기 해양레저인원의 수심, 잠수 시간 및 잠수 방향을 포함하는 수중 위치를 추적하여 상기 센서 테이블에 기록하는 단계; 상기 운영 모드가 상기 지상 모드에서 상기 수중 모드로 변경되는 경우 해당 변경 시점에서 상기 지상 위치를 복귀 위치로 설정하고 상기 수중 위치의 변화에 따라 상기 복귀 위치로 복귀하는 수면에서의 네비게이션 정보를 생성하는 단계; 및 상기 수중 위치의 변화를 기초로 상기 수중 위치에 대응하는 상기 지상 위치의 변화를 예측하고 해당 예측의 신뢰도에 따라 상기 네비게이션 정보를 갱신하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 센서 테이블은 각 엔트리마다 해당 수중 위치에 대응하는 해당 지상 위치, 상기 해당 지상 위치를 기준으로 상기 복귀 위치까지의 방향 및 거리를 저장할 수 있다.
상기 네비게이션 정보를 생성하는 단계는 상기 센서 테이블의 엔트리들 각각에 대해 상기 복귀 위치, 상기 해당 수중 위치 및 상기 해당 지상 위치를 포함하는 2차원 다각형 정보를 학습 데이터로서 생성하는 단계; 및 상기 학습 데이터를 기초로 상기 수중 위치의 변화에 따른 상기 2차원 다각형 정보의 변화의 상관관계를 학습하여 상기 해당 지상 위치에서 상기 복귀 위치까지의 방향 및 거리에 관한 네비게이션 정보를 생성하는 네비게이션 생성 모델을 구축하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 네비게이션 정보를 생성하는 단계는 상기 복귀 위치를 기준으로 상기 2차원 다각형 정보를 상기 시계열 순서에 따라 소정의 방향으로 회전시켜 배치함으로써 3차원 다각형 모델- 상기 소정의 방향과 회전 속도는 상기 해당 수중 위치에서의 해류 방향과 속도에 따라 결정됨 -을 생성하고 상기 3차원 다각형 모델의 변화를 학습하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 네비게이션 정보를 생성하는 단계는 상기 3차원 다각형 모델에 대응되는 2차원 등고선 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 2차원 등고선 이미지의 변화를 상기 3차원 다각형 모델의 변화로서 학습하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 2차원 등고선 이미지는 상기 3차원 다각형 모델에 대해 상기 해수면 위치를 기준으로 수심에 따른 RGB 색상을 부여한 후 각 픽셀 별로 해류 방향과 속도에 따른 계수를 RGB 채널에 적용하여 생성되는 상기 네비게이션 정보를 갱신하는 단계는 상기 수중 위치의 변화를 기초로 상기 수중 위치에 대응하는 상기 지상 위치에서의 해상 날씨를 반영하여 상기 지상 위치의 변화를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 지상 위치의 변화에는 상기 수중 위치에 대응하여 예측되는 지상 위치들의 분포 영역인 지상 위치 영역의 변화가 포함될 수 있다.
상기 해양레저 네비게이션 제공 방법은 상기 네비게이션 정보를 기초로 상기 복귀 위치를 기준으로 설정되고 단계적으로 정의된 조난기준에 따라 긴급구조 신호를 생성하는 단계; 상기 긴급구조 신호를 중계하는 장치로서 복수의 드론들이 상기 복귀 위치의 인근에서 기동을 개시하는 경우 상기 복수의 드론들 중 어느 하나로부터 비행 위치를 수신하는 단계; 및 상기 비행 위치에 기반하여 상기 해양레저인원의 구조 위치를 생성하고 상기 복수의 드론들 간의 중계를 통해 상기 구조 위치를 포함하는 긴급구조 신호를 전파하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해양레저 네비게이션 제공 방법은 잠수 상태에서 해양레저인원에게 자신의 위치와 복귀 지점에 대한 정보를 효과적으로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해양레저 네비게이션 제공 방법은 다양한 센싱 정보를 활용하여 긴급 상황에서 해양레저인원의 현재 위치의 수면 지점에서 복귀 지점까지의 방향 및 거리를 효과적으로 추정하여 해양레저인원의 안전한 복귀를 지원할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정확도가 개선된 해양레저 네비게이션 장치 및 그 제공 방법은 수중환경에서 해양레저인원의 위치에 관한 3차원 모델과 이에 기반한 2차원 정보를 학습하여 복귀 지점까지의 정확한 네비게이션 정보를 생성함으로써 해양레저인원의 안전한 복귀를 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 장치의 구조를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 제공 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 제공 방법의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 제공 방법의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 장치의 구조를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 다양한 모듈들로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 센서 모듈(110), 운영체제 모듈(120), 소프트웨어 모듈(130), 네트워크 모듈(140), 입출력 모듈(150) 및 데이터베이스 모듈(160)을 포함할 수 있다.
센서 모듈(110)은 해양레저인원의 상태 정보 및 지상과 수중에서의 환경 정보 등에 관한 정보를 수집하기 위한 다양한 센서들을 포함하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(110)은 압력 센서, 온도 센서, GPS 센서, 가속도 센서, 각속도 센서 및 지자계 센서 등을 포함할 수 있다. 압력 센서는 수압을 측정하여 잠수 상태에서 해양레저인원의 잠수 깊이, 즉 수심을 측정할 수 있다. 온도 센서는 수중 온도를 측정할 수 있으며, GPS 센서는 해양레저인원의 위치 좌표를 측정할 수 있다. 또한, 가속도 센서는 해양레저인원의 수중 이동속도를 측정할 수 있고, 각속도 센서는 해양레저인원의 이동방향을 측정하며, 지자계 센서는 수중에서 방위 정보를 측정할 수 있다.
또한, 센서 모듈(110)은 각 센서들로부터 수집된 정보를 분석하여 해양레저인원의 상태 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(110)은 가속도 센서, 지자계 센서 및 각속도 센서로부터 수집된 정보들을 기초로 수중에서의 해양레저인원의 자세(또는 방향)에 관한 정보를 생성할 수 있다. 센서 모듈(110)은 각 센서들과 연동하여 실시간 또는 주기적으로 센싱 정보 및 분석 정보를 수집할 수 있으며, 수집된 정보들은 메모리에 임시 저장될 수 있다.
운영체제 모듈(120)은 해양레저 네비게이션 장치(100)의 전체적인 동작을 처리하는 운영 시스템(OS)의 동작을 제어할 수 있다. 운영체제 모듈(120)은 다른 모듈들과 연결되어 각 모듈의 동작을 제어하거나 다른 모듈들 간의 제어 흐름 및 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
소프트웨어 모듈(130)은 해양레저 네비게이션 장치(100) 상에서 동작하는 다양한 기능을 구현하고 처리할 수 있다. 소프트웨어 모듈(130)는 각 기능을 수행하는 소프트웨어를 관리할 수 있으며, 각 기능과 연관된 API의 실행과 데이터 처리를 관리할 수 있다.
네트워크 모듈(140)은 외부 장치 또는 시스템과의 네트워크 연결을 제공하기 위한 동작을 처리할 수 있다. 즉, 네트워크 모듈(140)은 외부 장치와 연결되기 위한 통신 환경을 제공하고, 예를 들어, LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), WAN(Wide Area Network) 및 VAN(Value Added Network) 등의 통신을 위한 어댑터를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크 모듈(140)은 무선 전송을 위한 WiFi, 블루투스 등의 근거리 통신 기능이나 4G 이상의 무선 통신 기능을 제공하도록 구현될 수 있다.
입출력 모듈(150)은 사용자 입력을 수신하기 위한 환경 및 사용자에게 특정 정보를 출력하기 위한 환경을 포함하고, 예를 들어, 터치 패드, 터치 스크린, 화상 키보드 또는 포인팅 장치와 같은 어댑터를 포함하는 입력장치 및 모니터 또는 터치 스크린과 같은 어댑터를 포함하는 출력장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 입출력 모듈(150)은 원격 접속을 통해 접속되는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 그러한 경우, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 독립적인 서버로서 수행될 수 있다.
데이터베이스 모듈(160)은 SSD(Solid State Disk) 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 비휘발성 메모리로 구현되어 해양레저 네비게이션 장치(100)에 필요한 데이터 전반을 저장하는데 사용되는 보조기억장치를 포함할 수 있고, RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리로 구현된 주기억장치를 포함할 수 있다. 또한, 데이터베이스 모듈(160)은 운영체제 모듈(120)에 의해 실행됨으로써 소정의 동작 또는 기능을 구현하는 명령들의 집합을 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 해양레저인원(예를 들어, 다이버 등)을 위한 네비게이션 정보를 생성하여 제공하기 위하여 다양한 기능 및 동작들을 수행할 수 있으며, 각 기능 및 동작을 수행하는 다수의 기능적 구성들을 포함하여 구현될 수 있다. 여기에서, 다수의 기능적 구성들은 하나의 독립된 모듈 형태로 구현될 수 있고, 하나의 모듈에 포함되어 수행되는 복수의 단계들 각각에 대응되어 구현될 수도 있다. 일 실시예에서, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 운영 모드 결정부(210), 지상 위치 기록부(220), 수중 위치 기록부(230), 네비게이션 수행부(240), 긴급구조 처리부(250), 네비게이션 정보 갱신부(도 2에 미도시함) 및 제어부(도 2에 미도시함)를 포함할 수 있다.
운영 모드 결정부(210)는 해수면 위치의 수직 해면바닥을 기준으로 해양레저인원의 수평 위치에 따라 운영 모드를 결정할 수 있다. 여기에서, 운영 모드는 해양레저 네비게이션 장치(100)가 수행되는 위치 또는 공간에 따라 서로 구분되어 정의될 수 있다. 예를 들어, 운영 모드는 해양레저인원이 수면 위에 있을 때 동작하는 지상 모드와 해양레저인원이 수면 아래에 있을 때 동작하는 수중 모드를 포함할 수 있다.
즉, 운영 모드 결정부(210)는 센서 모듈(110)을 통해 해양레저 네비게이션 장치(100)의 수평 위치를 결정할 수 있고, 이를 해양레저인원의 수평 위치로 결정할 수 있다. 운영 모드 결정부(210)는 해양레저인원의 수평 위치가 해수면 위치의 수직 해면바닥을 기준으로 해수면보다 위인지 또는 아래인지에 따라 운영 모드를 선택적으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 운영 모드 결정부(210)는 해양레저인원의 위치를 기준으로 해수면 위치와 수직 해면바닥의 위치를 결정할 수 있으며, 해양레저인원의 수평 위치를 수직 해면바닥을 기준으로 결정할 수 있다. 해수면 위치는 해양레저인원의 위치에서의 해수면의 수평 위치에 해당할 수 있고, 수직 해면바닥은 해당 해수면 위치에서 수직 방향으로 내려간 해면바닥의 바닥면에 해당할 수 있다. 운영 모드 결정부(210)는 해양레저인원의 수평 위치를 해수면과 비교한 결과를 기초로 운영 모드를 전환할 수 있다. 또한, 운영 모드 결정부(210)는 결정된 모드 정보를 운영체제 모듈(120)에 전달하여 각 운영 모드에 따른 동작을 수행할 수 있다.
지상 위치 기록부(220)는 운영 모드가 지상 모드인 경우 해양레저인원의 지상 위치를 추적하여 센서 테이블에 기록할 수 있다. 이때, 해양레저인원의 지상 위치는 기본적으로 GPS 센서를 통해 수집된 위치 좌표를 통해 결정될 수 있다. 지상 위치 기록부(220)는 센서 모듈(110)을 통해 해양레저인원의 위치 정보를 획득할 수 있으며, 데이터베이스 모듈(160)과 연동하여 시점 별로 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 지상 위치 기록부(220)는 복수의 센서들로부터 수집되는 센싱 정보를 시계열 순서에 따라 저장하는 센서 테이블을 구축할 수 있다. 이때, 센서 테이블은 각 엔트리마다 해당 수중 위치에 대응하는 해당 지상 위치, 해당 지상 위치를 기준으로 복귀 위치까지의 방향 및 거리를 저장할 수 있다. 해양레저 네비게이션 장치(100)는 해양레저인원의 수중 활동에 미치는 영향을 최소화하기 위해 높은 휴대성을 갖도록 구현될 수 있으며, 그 결과 연산 성능이 일정 수준 이하로 제한될 수 있다. 지상 위치 기록부(220)는 수중 환경에서의 데이터 수집 특성과 연산 성능을 고려하여 지상 위치 정보(또는 수중 위치 정보)를 테이블 형태로 구축할 수 있다.
특히, 센서 테이블은 다양한 센서 정보들을 효과적으로 저장하면서도 상대적으로 단순한 연산들을 통해 네비게이션 정보를 효과적으로 생성하는데 사용될 수 있다. 또한, 센서 테이블은 기본적으로 다양한 센서들로부터의 센싱 정보를 저장하면서 추가적으로 해양레저인원의 현재 수중 위치와 해당 수중 위치에 대응되는 수면 위에서의 지상 위치, 그리고 해당 지상 위치에서 복귀 위치까지의 방향 및 거리에 관한 정보를 순차적으로 저장하여 구축될 수 있다. 즉, 센서 정보를 기초로 해양레저인원의 수중 위치가 특정될 수 있고, 수중 위치를 기준으로 해수면 레벨의 지상 위치가 특정될 수 있으며, 이에 따라 해수면 레벨의 지상 위치에서 복귀 위치까지의 방향과 거리 정보가 산출되어 특정될 수 있다.
수중 위치 기록부(230)는 운영 모드가 수중 모드인 경우 해양레저인원의 수심, 잠수 시간 및 잠수 방향을 포함하는 수중 위치를 추적하여 기록할 수 있다. 일 실시예에서, 수중 위치 기록부(230)는 복수의 센서들로부터 수집되는 센싱 정보를 시계열 순서에 따라 저장하는 센서 테이블을 구축할 수 있다. 운영 모드 결정부(210)는 해양레저인원의 잠수 상황을 검출하고 운영 모드를 자동으로 전환할 수 있다. 수중 위치 기록부(230)는 수중 모드에 따라 해양레저인원의 수중 위치를 수집하여 센서 테이블에 기록할 수 있다. 수중 위치 기록부(230)는 해양레저인원의 수중 위치와 함께 수중 환경과 해양레저인원 상태에 관한 정보들로 함께 기록할 수 있다. 예를 들어, 수중 위치 기록부(230)는 수온, 수심, 이동 거리와 방향, 잠수 시간 등을 센서 테이블에 시계열 순서에 따라 기록할 수 있다.
네비게이션 수행부(240)는 운영 모드가 지상 모드에서 수중 모드로 변경되는 경우 해당 변경 시점의 지상 위치를 복귀 위치로 설정하고 수중 위치의 변화에 따라 복귀 위치로 복귀하는 수면에서의 네비게이션 정보를 생성할 수 있다. 네비게이션 수행부(240)는 운영 모드 결정부(210)와 연동하여 운영 모드의 변경 시점을 검출할 수 있고, 운영 모드가 지상 모드에서 수중 모드로 변경되는 시점을 해양레저인원의 잠수 시점으로 결정할 수 있다. 이에 따라, 네비게이션 수행부(240)는 해당 잠수 시점에서의 지상 위치를 해양레저인원이 잠수 후 다시 복귀해야 하는 장소인 복귀 위치로 설정할 수 있다. 네비게이션 수행부(240)는 수중 모드로 동작하는 과정에서 해양레저인원에게 필요한 다양한 정보들을 네비게이션 정보로서 생성하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 네비게이션 정보에는 수심, 수온, 현재 시간, 잠수 경과 시간, 잠수 잔여 시간, 속도, 방향 등을 포함할 수 있다.
또한, 네비게이션 수행부(240)는 입출력 모듈(150)과 연동하여 디스플레이 패널을 통해 네비게이션 정보를 시각화 하여 표시할 수 있다. 네비게이션 수행부(240)는 네비게이션 정보를 시각화 하여 표시하면서 시각화 정보에 대응되는 소리, 진동, 조명 등을 함께 제공할 수 있다. 이를 위해, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 수중 환경에서 동작하면서 소리, 진동, 조명 등의 출력이 가능한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.
일 실시예에서, 네비게이션 수행부(240)는 다른 사용자 단말(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 등)과 연동하여 네비게이션 정보를 제공할 수 있다. 즉, 네비게이션 수행부(240)는 내부적으로 연결된 스피커나 디스플레이 패널을 통해 네비게이션 정보를 출력할 수도 있으나, 근거리 통신을 통해 연결된 사용자 단말을 통해서도 네비게이션 정보를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 네비게이션 수행부(240)는 센서 테이블의 엔트리들에 관한 학습 데이터를 기초로 해당 지상 위치에서 복귀 위치까지의 방향 및 거리에 관한 네비게이션 정보를 생성하는 네비게이션 생성 모델을 구축할 수 있다. 여기에서, 네비게이션 생성 모델은 기계학습을 통해 생성된 학습 모델에 해당할 수 있으며, 해양레저인원의 잠수 중에 수집된 다양한 센싱 정보들을 학습하여 구축될 수 있다. 또한, 네비게이션 생성 모델은 다양한 센싱 정보를 입력으로 수신하고 이에 대응하는 네비게이션 정보를 출력으로 생성할 수 있다.
네비게이션 정보는 기본적으로 해양레저인원에게 잠수 상황을 알리고 복귀 지점까지의 복귀 경로에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 특히 해양레저인원에게 긴급한 상황이 발생한 경우 현재의 수중 위치에 대응되는 지상 위치를 기준으로 복귀 지점까지의 방향과 거리에 관한 정보를 포함할 수 있다. 한편, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 네비게이션 수행부(240)를 통해 네비게이션 생성 모델을 직접 구축하는 대신 외부에서 사전에 구축된 네비게이션 생성 모델을 수신하여 활용할 수도 있다.
일 실시예에서, 네비게이션 수행부(240)는 엔트리들 각각에 대해 복귀 위치, 해당 수중 위치 및 해당 지상 위치를 포함하는 2차원 다각형 정보를 학습 데이터로서 생성하고 수중 위치의 변화에 따른 2차원 다각형 정보의 변화의 상관관계를 학습할 수 있다. 여기에서, 2차원 다각형 정보는 복귀 위치, 해당 수중 위치 및 해당 지상 위치에 각각 대응되는 지점을 포함하는 2차원 형태의 다각형 정보에 해당할 수 있다.
예를 들어, 네비게이션 수행부(240)는 엔트리 별로 각 위치들에 대응하는 지점을 꼭지점으로 하는 2차원 삼각형을 생성할 수 있고, 각 엔트리의 수중 위치와 삼각형 정보를 포함하는 학습 데이터를 학습할 수 있다. 이에 따라, 네비게이션 수행부(240)에 의해 구축되는 네비게이션 생성 모델은 수중 위치의 변화에 대응되는 2차원 삼각형 정보의 변화를 예측할 수 있고, 이를 기반으로 네비게이션 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 네비게이션 수행부(240)는 복귀 위치를 기준으로 2차원 다각형 정보를 시계열 순서에 따라 소정의 방향으로 회전시켜 배치함으로써 3차원 다각형 모델을 생성하고 3차원 다각형 모델의 변화를 학습할 수 있다. 센서 테이블의 엔트리 별로 수중 위치에 대응하는 2차원 다각형 정보가 생성될 수 있으며, 해당 2차원 다각형 정보에는 해양레저인원의 잠수 시점에서의 지상 위치에 해당하는 복귀 위치가 포함될 수 있다. 따라서, 순차적으로 생성되는 2차원 다각형 정보는 동일한 복귀 위치를 기준으로 정렬될 수 있다.
즉, 네비게이션 수행부(340)는 센서 테이블의 엔트리 별로 생성되는 2차원 다각형 정보를 복귀 위치를 기준으로 시간의 흐름에 따라 소정의 각도로 회전시켜 정렬시킬 수 있으며, 2차원 다각형 정보들이 정렬된 결과 3차원 다각형 모델이 생성될 수 있다. 결과적으로, 네비게이션 수행부(340)는 해양레저인원의 수중 위치의 변화에 대응하는 3차원 다각형 모델의 변화를 학습하여 네비게이션 생성 모델을 구축할 수 있다.
한편, 3차원 다각형 모델은 시간순으로 생성된 2차원 다각형 모델의 복귀 위치를 기준으로 정렬한 다음 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시켜 생성할 수 있다. 이때, 2차원 다각형 정보의 회전 방향과 회전 각도는 해당 수중 위치에서의 해류 방향과 속도에 따라 결정될 수 있다. 즉, 회전 방향은 해당 지역의 해류 방향에 대응될 수 있으며, 해양레저인원의 입수 시점을 기준으로 회전 방향이 결정된 경우에는 해당 잠수 동안은 회전 방향이 그대로 유지될 수 있다. 또한, 회전 각도는 기본적으로 2차원 다각형 정보의 생성 시간 사이의 간격을 기준으로 기본 회전 각도가 결정될 수 있으며, 이후 해당 지점의 해류 속도를 기초로 기본 회전 각도가 조정될 수 있다.
일 실시예에서, 네비게이션 수행부(340)는 지상 위치에서의 해상 날씨를 기초로 네비게이션 생성 모델에 의해 생성된 네비게이션 정보를 갱신할 수 있다. 보다 구체적으로, 네비게이션 수행부(340)는 사용자의 수중 움직임에 상응하여 네비게이션 정보를 생성할 수 있으나, 네비게이션 정보는 급격한 날씨 변화 등으로 인해 해상 환경이 급격하게 변하는 경우에 상황 변화에 대한 동적 정보가 효과적으로 반영되기 어려울 수 있다. 이에 따라, 네비게이션 수행부(340)는 특정 시점에서 지상 위치에서의 해상 날씨에 관한 최신 정보를 수신하고 이를 반영하여 네비게이션 정보를 갱신함으로써 해양레저인원에게 보다 효과적인 정보를 제공할 수 있다. 네비게이션 정보의 갱신은 복귀 위치까지의 거리와 방향에 대한 갱신을 포함할 수 있다.
긴급구조 처리부(250)는 해양레저인원의 위치를 기준으로 생성되는 네비게이션 정보를 기초로 해양레저인원에 관한 긴급상황의 발생여부를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 네비게이션 정보는 해양레저인원의 움직임에 관한 센싱 정보를 기초로 생성될 수 있으며, 긴급구조 처리부(250)는 네비게이션 정보의 이상 패턴을 검출하여 해양레저인원에게 발생한 긴급상황을 효과적으로 검출할 수 있다.
먼저, 긴급구조 처리부(250)는 네비게이션 정보를 기초로 복귀 위치를 기준으로 설정되고 단계적으로 정의된 조난기준에 따라 긴급구조 신호를 생성할 수 있다. 긴급구조 처리부(250)는 네비게이션 정보의 거리와 방향이 사전에 정의된 조난기준의 특정 단계에 해당하는 경우 해당 단계에 대응하는 긴급구조 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 네비게이션 정보에 포함된 현재 위치에서 복귀 위치까지의 거리가 조난 1단계에 해당하는 경우, 긴급구조 처리부(250)는 조난 1단계에 상응하는 긴급구조 신호를 생성할 수 있다. 만약 네비게이션 정보의 거리가 조난 1단계를 넘어 조난 2단계에 해당하는 경우, 긴급구조 처리부(250)는 조난 2단계에 상응하는 긴급구조 신호를 생성할 수 있다. 조난 단계가 높아질수록 긴급구조 신호는 이전 단계보다 강한 신호로 생성될 수 있다.
또한, 긴급구조 처리부(250)는 긴급구조 신호를 중계하는 장치로서 복수의 드론들이 복귀 위치의 인근에서 기동을 개시하는 경우 복수의 드론들 중 어느 하나로부터 비행 위치를 수신할 수 있다. 복수의 드론들은 복귀 위치의 인근에 설치되어 비행을 개시할 수 있으며, 긴급구조 처리부(250)와의 연동을 통해 비행 동작의 실행을 결정할 수 있다. 즉, 드론들의 비행은 조난 단계에 따른 제어 명령을 통해 개시될 수 있으며, 긴급구조 처리부(250)는 인접한 드론들과의 통신을 통해 해당 드론들의 비행 위치를 직접 수신할 수 있다. 따라서, 해양레저인원에게 긴급상황이 발생하여 드론들이 인근 해상에서 비행을 개시하는 경우, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 드론들로부터 비행 위치에 관한 정보를 수신하고 이를 기초로 해양레저인원을 위한 네비게이션 정보를 생성할 수 있다.
또한, 긴급구조 처리부(250)는 비행 위치에 기반하여 해양레저인원의 구조 위치를 생성하고 복수의 드론들 간의 중계를 통해 구조 위치를 포함하는 긴급구조 신호를 전파할 수 있다. 예를 들어, 긴급구조 처리부(250)는 적어도 세개의 드론들로부터 각 비행 위치를 수신하고 이를 기초로 해양레저인원의 구조 위치를 특정할 수 있으며, 긴급구조 신호를 생성하면서 해당 구조 위치에 관한 정보를 포함시킬 수 있다. 또한, 긴급구조 신호는 드론들 간의 중계를 통해 가까운 관제 시스템에나 인근의 선박 시스템, 또는 개인의 사용자 단말들에게 전파될 수 있다.
네비게이션 정보 갱신부(도 2에 미도시함)는 수중 위치의 변화를 기초로 수중 위치에 대응하는 지상 위치의 변화를 예측하고 해당 예측의 신뢰도에 따라 네비게이션 정보를 갱신할 수 있다. 네비게이션 생성 모델은 해양레저인원의 수중 위치와 이에 대응하는 지상 위치 및 복귀 위치에 관한 상관관계를 출력으로 생성할 수 있으며, 네비게이션 수행부(240)는 이를 활용하여 수중 위치에 대응되는 지상 위치의 변화를 예측할 수 있다. 네비게이션 정보 갱신부는 네비게이션 수행부(240)에 의해 예측된 결과를 분석하여 해당 예측의 신뢰도를 산출할 수 있다. 네비게이션 정보 갱신부는 네비게이션 모델의 예측 신뢰도가 기 설정된 조건을 충족하지 못한 경우 네비게이션 모델에 의해 생성된 네비게이션 정보를 독립적인 보정 알고리즘을 통해 갱신할 수 있다. 이때, 보정 알고리즘은 소정의 보정 규칙에 따라 네비게이션 정보의 방향과 거리를 소정의 비율만큼 갱신할 수 있다.
일 실시예에서, 네비게이션 정보 갱신부는 지상 위치에서의 해상 날씨를 기초로 네비게이션 생성 모델에 의해 생성된 네비게이션 정보를 갱신할 수 있다. 보다 구체적으로, 네비게이션 수행부(240)는 사용자의 수중 움직임에 상응하여 네비게이션 정보를 생성할 수 있으나, 네비게이션 정보는 급격한 날씨 변화 등으로 인해 해상 환경이 급격하게 변하는 경우에 상황 변화에 대한 동적 정보가 효과적으로 반영되기 어려울 수 있다. 이에 따라, 네비게이션 정보 갱신부는 특정 시점에서 지상 위치에서의 해상 날씨에 관한 최신 정보를 수신하고 이를 반영하여 네비게이션 정보를 갱신함으로써 해양레저인원에게 보다 효과적인 정보를 제공할 수 있다. 이때, 네비게이션 정보의 갱신은 복귀 위치까지의 거리와 방향에 대한 갱신을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 네비게이션 정보 갱신부는 수중 위치의 변화를 기초로 수중 위치에 대응하는 지상 위치에서의 해상 날씨를 반영하여 지상 위치의 변화를 예측할 수 있다. 이때, 지상 위치의 변화에는 수중 위치에 대응하여 예측되는 지상 위치들의 분포 영역인 지상 위치 영역의 변화가 포함될 수 있다.
보다 구체적으로, 네비게이션 정보 갱신부는 지상 위치의 해상 날씨에 따라 지상 위치의 예측 개수를 증가시킬 수 있다. 네비게이션 수행부(240)는 네비게이션 생성 모델을 이용하여 해양레저인원의 수중 위치에 대응하는 지상 위치를 예측할 수 있으며, 네비게이션 정보 갱신부는 네비게이션 수행부(240)와 연동하여 동일한 수중 위치에 대응되는 지상 위치를 반복적으로 예측할 수도 있다. 네비게이션 정보 갱신부는 해상 날씨가 나쁠수록 지상 위치에 관한 예측 동작의 반복 횟수를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 동일한 해양레저인원의 수중 위치에 대응되는 다수의 지상 위치를 예측할 수 있다. 즉, 지상 위치 영역은 이러한 반복 과정을 통해 예측된 지상 위치들의 분포에 따라 결정될 수 있다. 결과적으로, 네비게이션 정보 갱신부는 지상 위치에서의 해상 날씨를 반영하여 수중 위치의 변화에 대응되는 지상 위치 영역의 변화를 예측할 수 있으며, 해당 예측의 신뢰도를 기초로 네비게이션 수행부(240)를 통해 생성된 네비게이션 정보의 갱신 여부를 결정할 수 있다.
제어부(도 2에 미도시함)는 해양레저 네비게이션 장치(100)의 전체적인 동작을 제어하고, 운영 모드 결정부(210), 지상 위치 기록부(220), 수중 위치 기록부(230), 네비게이션 수행부(240), 긴급구조 처리부(250) 및 네비게이션 정보 갱신부(도 2에 미도시함) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 장치에서 수행되는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 운영 모드 결정부(210)를 통해 해수면 위치의 수직 해면바닥을 기준으로 해양레저인원의 수평 위치에 따라 운영 모드를 결정할 수 있다(단계 S310). 해양레저 네비게이션 장치(100)는 지상 위치 기록부(220)를 통해 운영 모드가 지상 모드인 경우 해양레저인원의 지상 위치를 추적하여 기록할 수 있다(단계 S320).
또한, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 수중 위치 기록부(230)를 통해 운영 모드가 수중 모드인 경우 해양레저인원의 수심, 잠수 시간 및 잠수 방향을 포함하는 수중 위치를 추적하여 기록할 수 있다(단계 S330). 해양레저 네비게이션 장치(100)는 네비게이션 수행부(240)를 통해 운영 모드가 지상 모드에서 수중 모드로 변경되는 경우 해당 변경 시점에서 지상 위치를 복귀 위치로 설정하고 수중 위치의 변화에 따라 복귀 위치로 복귀하는 수면에서의 네비게이션 정보를 생성할 수 있다(단계 S340 및 S350).
또한, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 긴급구조 처리부(250)를 통해 해양레저인원에 관한 긴급구조 신호를 전파할 수 있다(단계 S360). 보다 구체적으로, 긴급구조 처리부(250)는 네비게이션 정보를 기초로 복귀 위치를 기준으로 설정되고 단계적으로 정의된 조난기준에 따라 긴급구조 신호를 생성하고, 긴급구조 신호를 중계하는 장치로서 복수의 드론들이 복귀 위치의 인근에서 기동을 개시하는 상기 복수의 드론들 중 어느 하나로부터 비행 위치를 수신하며, 비행 위치에 기반하여 해양레저인원의 구조 위치를 생성하고 복수의 드론들 간의 중계를 통해 구조 위치를 포함하는 긴급구조 신호를 전파할 수 있다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 제공 방법의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 해양레저인원의 신체에 부착되거나 해양레저인원이 직접 휴대한 상태에서 동작할 수 있다. 해양레저 네비게이션 장치(100)는 다수의 센서들을 통해 센싱 정보를 수집할 수 있으며, 센서 테이블(410)을 통해 순차적으로 기록될 수 있다. 해양레저 네비게이션 장치(100)는 해양레저인원이 잠수한 상태에서 수중 모드로 동작할 수 있으며, 소정의 간격마다 센싱 정보를 수집하여 센서 테이블(410)에 기록할 수 있다. 센서 테이블은 하나의 엔트리에 시간, GPS 좌표, 수온, 수심, 잠수 시간, 이동 거리 등 다양한 정보들을 저장할 수 있다.
한편, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 센서 테이블(410)에 저장된 정보를 학습하여 네비게이션 생성 모델을 구축할 수 있다. 네비게이션 생성 모델은 해양레저인원의 수중 위치(Lw)에 대응되는 지상 위치(Lg)를 기준으로 복귀 위치(Ls)까지의 거리와 방향을 네비게이션 정보로서 생성할 수 있다. 이에 따라, 해양레저인원은 긴급 상황이 발생하여 수면 위로 올라온 경우 자신의 위치에서 복귀 위치까지의 방향과 거리를 손쉽게 확인할 수 있다. 또한, 해양레저인원은 복귀 위치로 직접 이동이 어려운 경우에도 해양레저 네비게이션 장치(100)를 통해 제공받은 정보에 따라 구조되기 쉬운 위치로 이동하여 자신의 안전을 확보할 수 있다.
도 5를 참조하면, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 센서 테이블의 엔트리들에 관한 학습 데이터를 기초로 해당 지상 위치(Lg)에서 복귀 위치(Ls)까지의 방향 및 거리에 관한 네비게이션 정보를 생성하는 네비게이션 생성 모델을 구축할 수 있다. 네비게이션 생성 모델은 해양레저인원의 잠수 중에 수집된 다양한 센싱 정보를 학습하여 구축될 수 있으며, 해양레저 네비게이션 장치(100)를 통해 직접 구축되거나 또는 외부 장치를 통해 구축된 후 해양레저 네비게이션 장치(100)로 전송될 수도 있다.
또한, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 엔트리들 각각에 대해 복귀 위치(Ls), 해당 수중 위치(Lw) 및 해당 지상 위치(Lg)를 포함하는 2차원 다각형 정보를 학습 데이터로서 생성할 수 있다. 이때, 2차원 다각형 정보들은 복귀 위치(Ls)를 기준으로 정렬될 수 있으며, 시계열 순서에 따라 소정의 방향으로 회전 배치됨으로써 3차원 다각형 모델을 형성할 수 있다.
도 5에서, 해양레저인원의 잠수 과정에서 수집된 센싱 정보에 기초하여 생성되는 2차원 다각형(510)들은 복귀 위치(Ls)를 기준으로 정렬될 수 있다. 또한, 2차원 다각형(510)들은 시간 순서 t0 ~ t4에 따라 소정의 방향(예를 들어, 역 시계방향)으로 회전되어 배치됨으로써 3차원 다각형 모델을 형성할 수 있다. 이때, 3차원 다각형 모델에서 수중 위치(Lw)에 대응되는 지점의 변화는 해양레저인원의 이동경로(520)에 해당할 수 있으며, 복귀 위치(Ls)와 지상 위치(Lg) 사이의 직선은 해양레저인원이 수면 위에 올라온 경우 복귀 위치(Ls)까지의 거리와 방향을 나타낼 수 있다.
즉, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 센싱 정보를 기초로 해양레저인원의 수중 위치(Lw)를 추적하고 이로부터 도출되는 2차원 다각형 정보 및 3차원 다각형 모델의 변화를 학습하여 해양레저인원에게 긴급한 상황이 발생한 경우 수면 위의 지상 위치(Lg)에서 복귀 지점(Ls)까지의 거리와 방향을 네비게이션 정보로서 해양레저인원에게 제공할 수 있다.
한편, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 해양레저인원의 지상 위치(Lg)에서 해상 날씨를 반영하여 네비게이션 정보를 갱신할 수 있으며, 이를 통해 보다 정확한 복귀 정보를 해양레저인원에게 제공할 수 있다.
또한, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 복수의 드론들과 연동하여 동작할 수 있으며, 이를 통해 해양레저인원에게 긴급 상황 발생시 신속한 구조가 이루어지도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 다수의 드론들은 해양레저인원의 긴급구조를 위해 복귀 위치 인근에 설치되어 동작할 수 있다. 각 드론들은 동작 제어와 관제를 위한 독립적인 드론 시스템을 구성할 수 있으며, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 해당 드론 시스템과 연동하여 동작할 수 있다.
만약 해양레저 네비게이션 장치(100)와 드론 시스템 간의 통신이 단절된 경우, 드론 시스템은 자체적인 관제 동작에 따라 복수의 드론들의 비행을 개시하여 해양레저인원의 가장 최근 위치로 이동시킬 수 있다. 해양레저 네비게이션 장치(100)는 비행 중인 드론들과 통신하여 드론들의 비행 위치를 수집할 수 있고, 이를 기초로 해양레저인원의 위치를 특정하여 긴급구조 신호를 생성할 수 있다. 또한, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 드론들의 비행 위치를 기반으로 해양레저인원의 네비게이션 정보를 갱신하여 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 해양레저 네비게이션 제공 방법의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 센서 테이블의 엔트리들 각각에 대해 복귀 위치(Ls), 해당 수중 위치(Lw) 및 해당 지상 위치(Lg)를 포함하는 2차원 다각형 정보를 학습 데이터로서 생성할 수 있다. 이때, 2차원 다각형 정보들은 복귀 위치(Ls)를 기준으로 정렬될 수 있으며, 시계열 순서에 따라 소정의 방향으로 회전 배치됨으로써 3차원 다각형 모델을 형성할 수 있다.
한편, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 3차원 다각형 모델에 대응되는 2차원 등고선 이미지(610)를 생성하고, 2차원 등고선 이미지의 변화를 3차원 다각형 모델의 변화로서 학습하여 네비게이션 생성 모델을 구축할 수 있다. 즉, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 3차원 다각형 모델에서 해수면을 기준으로 해양레저인원의 수중 위치에 따라 형성되는 수심의 변화를 등고선 형태의 2차원 정보로 변환하여 학습 데이터로 활용할 수 있으며, 이를 통해 구축된 네비게이션 생성 모델은 해양레저인원의 움직임에 관한 2차원 등고선 이미지(610)를 입력으로 수신하고 해양레저인원의 수중 위치를 기준으로 복귀 위치로 복귀하는 수면에서의 네비게이션 정보를 출력으로 생성할 수 있다.
이때, 2차원 등고선 이미지(610)는 3차원 다각형 모델에 대해 해수면 위치를 기준으로 수심에 따른 RGB 색상을 부여한 후 각 픽셀 별로 해류 방향과 속도에 따른 계수를 RGB 채널에 적용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 3차원 다각형 모델의 지점 a와 b는 2차원 등고선 이미지의 지점 a' 및 b'에 각각 대응될 수 있다. 지점 a의 경우 지점 b보다 수심이 더 낮으므로 지점 a의 RGB 색상이 지점 b의 RGB 색상보다 더 진한 색상으로 부여될 수 있다. 따라서, 지점 a의 RGB 값은 지점 b의 RGB 값보다 채널 별로 더 낮은 값을 가질 수 있다. 또한, 지점 a 또는 b에서의 RGB 값은 해류 속도와 방향에 따른 계수가 적용되어 조정될 수 있다. 즉, 해류 속도가 빠를수록 또는 해류 방향이 반시계 방향에 더 가까울수록 해당 지점의 RGB 값은 수심에 따른 RGB 값보다 더 낮게 설정될 수 있다.
한편, 2차원 등고선 이미지(610)의 픽셀별 RGB 값은 해당 지점의 수심, 해류 방향 및 속도에 따라 설정될 수 있으며, 해류 방향 및 속도에 따라 적용되는 계수는 RGB 채널 별로 적용될 수도 있다. 예를 들어, 해류 방향에 따른 계수는 RGB 채널 중 R채널에 적용되고 해류 속도에 따른 계수는 RGB 채널 중 G채널에 적용될 수 있다. 다른 예로서, 해류 방향 및 해류 속도에 따른 계수 모두가 RGB 채널 중 B채널에 함께 적용될 수도 있다. 결과적으로, 해류 방향 및 해류 속도에 따른 계수들은 RGB 채널들의 다양한 조합에 독립적으로 적용되어 2차원 등고선 이미지(610)의 최종적인 픽셀별 RGB 색상을 형성할 수 있다.
해양레저 네비게이션 장치(100)는 해양레저인원의 수중 움직임을 기초로 생성된 2차원 다각형 정보, 이를 기초로 생성되는 3차원 다각형 모델, 그리고 이를 기초로 생성되는 2차원 등고선 이미지에 관한 정보들을 학습 데이터로서 선택적으로 학습하여 해양레저인원의 수면에서의 네비게이션 정보를 효과적으로 생성할 수 있다. 이때, 2차원 등고선 이미지는 해양레저인원의 수중 위치와 지상 위치, 수중 위치를 기준으로 수심, 해류 방향 및 속도에 관한 정보를 포함하는 통합 시각화 맵에 해당할 수 있다. 이에 따라 해양레저 네비게이션 장치(100)는 해당 시각화 맵 상에서 복귀 위치로의 이동을 위한 경로와 방향을 시각화하여 네비게이션 정보로서 생성할 수도 있다.
또한, 해양레저 네비게이션 장치(100)는 각 정보들을 독립적으로 학습하여 네비게이션 생성 모델을 복수개로 구축할 수 있고, 필요에 따라 각 정보들 간의 조합으로 생성된 학습 데이터를 학습하여 네비게이션 생성 모델을 구축할 수도 있다. 해양레저 네비게이션 장치(100)는 학습 동작을 수행하는 독립된 학습 서버와 연동하여 동작할 수 있으며, 학습 서버에 의해 구축된 네비게이션 생성 모델들을 선택적으로 수신하여 네비게이션 정보의 생성 과정에 활용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 해양레저 네비게이션 장치
110: 센서 모듈 120: 운영체제 모듈
130: 소프트웨어 모듈 140: 네트워크 모듈
150: 입출력 모듈 160: 데이터베이스 모듈
210: 운영 모드 결정부 220: 지상 위치 기록부
230: 수중 위치 기록부 240: 네비게이션 수행부
250: 긴급구조 처리부

Claims (6)

  1. 압력 센서, 온도 센서, GPS 센서, 가속도 센서, 각속도 센서 및 지자계 센서를 포함하는 해양레저 네비게이션 장치에서 수행되는 해양레저 네비게이션 제공 방법에 있어서,
    해수면 위치의 수직 해면바닥을 기준으로 해양레저인원의 수평 위치에 따라 운영 모드를 결정하는 단계;
    상기 운영 모드가 지상 모드인 경우 상기 해양레저인원의 지상 위치를 추적하여 센서 테이블에 기록하는 단계;
    상기 운영 모드가 수중 모드인 경우 상기 해양레저인원의 수심, 잠수 시간 및 잠수 방향을 포함하는 수중 위치를 추적하여 상기 센서 테이블에 기록하는 단계;
    상기 운영 모드가 상기 지상 모드에서 상기 수중 모드로 변경되는 경우 해당 변경 시점에서 상기 지상 위치를 복귀 위치로 설정하고 상기 수중 위치의 변화에 따라 상기 복귀 위치로 복귀하는 수면에서의 네비게이션 정보를 생성하는 단계;
    상기 수중 위치의 변화를 기초로 상기 수중 위치에 대응하는 지상 위치의 변화를 예측하고 상기 지상 위치에서의 해상 날씨를 기초로 상기 네비게이션 정보를 갱신하는 단계;
    상기 네비게이션 정보를 기초로 상기 복귀 위치를 기준으로 설정되고 단계적으로 정의된 조난기준에 따라 긴급구조 신호를 생성하는 단계;
    상기 긴급구조 신호를 중계하는 장치로서 복수의 드론들이 상기 복귀 위치의 인근에서 기동을 개시하는 경우 상기 복수의 드론들 중 어느 하나로부터 비행 위치를 수신하는 단계; 및
    상기 비행 위치에 기반하여 상기 해양레저인원의 구조 위치를 생성하고 상기 복수의 드론들 간의 중계를 통해 상기 구조 위치를 포함하는 긴급구조 신호를 전파하는 단계;를 포함하고,
    상기 센서 테이블은 각 엔트리마다 해당 수중 위치에 대응하는 해당 지상 위치, 상기 해당 지상 위치를 기준으로 상기 복귀 위치까지의 방향 및 거리를 저장하며,
    상기 네비게이션 정보를 생성하는 단계는 상기 센서 테이블의 엔트리들 각각에 대해 상기 복귀 위치, 상기 해당 수중 위치 및 상기 해당 지상 위치를 포함하는 2차원 다각형 정보를 학습 데이터로서 생성하는 단계; 및 상기 학습 데이터를 기초로 상기 수중 위치의 변화에 따른 상기 2차원 다각형 정보의 변화의 상관관계를 학습하여 상기 해당 지상 위치에서 상기 복귀 위치까지의 방향 및 거리에 관한 네비게이션 정보를 생성하는 네비게이션 생성 모델을 구축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양레저 네비게이션 제공 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 네비게이션 정보를 생성하는 단계는
    상기 복귀 위치를 기준으로 상기 2차원 다각형 정보를 시계열 순서에 따라 소정의 방향으로 회전시켜 배치함으로써 3차원 다각형 모델- 상기 소정의 방향과 회전 속도는 상기 해당 수중 위치에서의 해류 방향과 속도에 따라 결정됨 -을 생성하고 상기 3차원 다각형 모델의 변화를 학습하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양레저 네비게이션 제공 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 네비게이션 정보를 생성하는 단계는
    상기 3차원 다각형 모델에 대응되는 2차원 등고선 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 2차원 등고선 이미지의 변화를 상기 3차원 다각형 모델의 변화로서 학습하는 단계를 포함하고,
    상기 2차원 등고선 이미지는 상기 3차원 다각형 모델에 대해 상기 해수면 위치를 기준으로 수심에 따른 RGB 색상을 부여한 후 각 픽셀 별로 해류 방향과 속도에 따른 계수를 RGB 채널에 적용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 정확도가 개선된 해양레저 네비게이션 제공 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 네비게이션 정보를 갱신하는 단계는
    상기 수중 위치의 변화를 기초로 상기 수중 위치에 대응하는 상기 지상 위치에서의 해상 날씨를 반영하여 상기 지상 위치의 변화를 예측하는 단계를 포함하고,
    상기 지상 위치의 변화에는 상기 수중 위치에 대응하여 예측되는 지상 위치들의 분포 영역인 지상 위치 영역의 변화가 포함되는 것을 특징으로 하는 정확도가 개선된 해양레저 네비게이션 제공 방법.
  6. 삭제
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