KR102465192B1 - A ship around-view system that measures the wave height - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a wave height measuring system for a ship. The wave height measuring system for a ship according to the present invention comprises: a memory for storing predicted average strength of a sea surface under conditions in which a wave height is below a predetermined height; and a processor. The processor is configured to: receive laser data collected on the sea surface as a ship navigates on the sea surface, wherein the laser data includes a plurality of laser data points, and each data point of the plurality of laser data points has intensity information related to reflected light collected in a plurality of directions of the ship; determine an average intensity of the plurality of laser data points associated with the sea surface; compare the average intensity to a threshold value associated with a predicted average intensity of the sea surface under conditions in which the wave height is below the predetermined height; when the average intensity is equal to or greater than the threshold value, determine that the wave height of the sea surface is high; estimate the situation of the sea surface based on the determination that the wave height of the sea surface is high; and use the estimation to determine whether to water an anti-rolling tank which reduces rolling of the ship. The present invention can accurately measure the wave height at a point in actual navigation.

Description

파고를 측정하는 선박용 어라운드 뷰 시스템{A ship around-view system that measures the wave height}A ship around-view system that measures the wave height}

본 발명은 파고를 측정하는 선박용 어라운드 뷰 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 운항방법, 운항경로 및 선박 시설물의 제어를 위해 운행중인 해수면의 파고를 측정할 수 있는 선박용 파고 측정시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a ship around view system for measuring wave height, and more particularly, to a ship wave height measuring system capable of measuring the wave height of the sea level in operation for control of a ship navigation method, a navigation route, and a ship facility. .

선박 에너지효율에 대한 관심이 날로 증가하고 있으며, 실 해상을 운항하는 선박의 운항자료를 모니터링하여 선박의 운항성능을 추정하려는 노력을 하고 있다. 운항성능을 보다 정확하게 추정하기 위하여서는 선박의 대수속도, 해상상태에 대한 자료의 유효성이 검증되어야 한다. 하지만 선박 운행과 에너지 효율에 영향을 미치는 파고는 기상예보에 주로 의존하고 있어, 운항중인 해양의 실제 파고를 측정하는 것은 무리가 있었다. Interest in ship energy efficiency is increasing day by day, and efforts are being made to estimate the operational performance of ships by monitoring the operational data of ships operating in real seas. In order to estimate the operational performance more accurately, the validity of the data on the ship's water speed and sea conditions should be verified. However, since the wave height, which affects ship operation and energy efficiency, is mainly dependent on weather forecasts, it is difficult to measure the actual wave height of the operating ocean.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실제 운항중인 지점의 파고를 정확히 측정는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to accurately measure the wave height of the actual operating point.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 파고 측정 시스템은 파고가 정해진 높이 이하인 상황들 하에서의 해수면의 예측 평균 강도를 저장하는 메모리; 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 선박이 해수면을 운항함에 따라 해수면에 대해 수집되는 레이저 데이터를 수신하고(상기 레이저 데이터는 복수의 레이저 데이터 포인트들을 포함하고, 상기 복수의 레이저 데이터 포인트들 중 데이터 포인트 각각은 상기 선박의 복수의 방향들로부터 수집된 반사되는 빛과 관련된 강도 정보를 갖음); 상기 해수면과 관련된 상기 복수의 레이저 데이터 포인트들의 평균 강도를 결정하고; 상기 평균 강도를 파고가 정해진 높이 이하인 상황들 하에서의 상기 해수면의 예측 평균 강도와 관련된 임계값과 비교하고; 상기 평균 강도가 상기 임계값 이상일 때, 상기 해수면의 파고가 높다고 판단하고; 상기 해수면의 파고가 높다는 상기 판단에 기반해서 상기 해수면의 상황을 추정하는 며; 그리고 선박의 롤링을 감소시키는 안티롤링 탱크의 급수 여부를 결정하기 위해 상기 추정을 사용하도록 구성된다. In order to achieve the above object, a system for measuring a ship's height according to an embodiment of the present invention includes: a memory for storing the predicted average intensity of the sea level under conditions in which the wave height is less than or equal to a predetermined height; A processor, comprising: a processor configured to receive laser data collected about sea level as the vessel navigates at sea level, the laser data comprising a plurality of laser data points, each data point of the plurality of laser data points; has intensity information related to reflected light collected from a plurality of directions of the vessel); determine an average intensity of the plurality of laser data points associated with the sea level; comparing the average intensity to a threshold associated with a predicted average intensity of the sea level under conditions where the wave height is less than or equal to a predetermined height; determining that the wave height of the sea level is high when the average intensity is greater than or equal to the threshold value; estimating the situation of the sea level based on the determination that the wave height of the sea level is high; and use the estimate to determine whether to water an anti-rolling tank that reduces the rolling of the vessel.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 선박용 파고 측정 시스템에 따르면 실제 운항중인 지점의 파고를 정확히 측정할 수 있다. According to the wave height measuring system for ships of the present invention, it is possible to accurately measure the wave height of the actual operating point.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박의 시스템 도면이다.
도2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 파고 측정장치의 측정방향을 선박을 기준으로 표현한 것이다.
도3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 흐름도이다.
도4 는 본 발명의 일 실시예에 부합하는 예시 데이터의 그래프들이다.
1 is a system diagram of a ship according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a representation of the measurement direction of the wave height measuring device according to an embodiment of the present invention based on the ship.
3 is a flowchart according to an embodiment of the present invention.
4 is graphs of exemplary data consistent with an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 선박용 파고 측정 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining the wave height measurement system for ships according to embodiments of the present invention.

도1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 파고 측정장치의 측정방향을 선박(20)을 기준으로 표현한 것이다. 1 is a representation of the measurement direction of the wave height measuring device for a ship according to an embodiment of the present invention based on the ship 20 .

선박용 어라운드 뷰 시스템은 복수의 카메라 및/또는 복수의 라이다 등을 선박 주변에 배치할 수 있다. 도1 을 참조하면, 선박(20)의 정면 즉, 선수(FWD)에는 라이다 모듈(300)이 배치되어 파고를 측정한다. 선박의 측면(PORT, STBD) 및 후방(AFT)은 선박이 지나면서 발생한 파도 및 스크류 등 출력장치로 인해 발생한 기포 및 난류가 발생하므로 정확한 파고 측정이 불가능하다(도면에서 점선 및 음영처리된 부분 참조). 따라서 파고의 측정은 선수에서 하는 것이 바람직하다. 도1 에서 선박 주위에 점선으로 표현한 영역은 파고 측정에 부적합한 영역이다. The around-view system for a ship may arrange a plurality of cameras and/or a plurality of lidars around the ship. Referring to FIG. 1 , the lidar module 300 is disposed on the front side of the ship 20 , that is, the bow FWD, to measure the wave height. Accurate wave height measurement is not possible on the side (PORT, STBD) and rear (AFT) of the ship (see the dotted line and shaded part in the drawing) because bubbles and turbulence generated by the output device such as waves and screws are generated as the ship passes. ). Therefore, it is desirable to measure the wave height at the athlete. The area indicated by a dotted line around the vessel in FIG. 1 is an area unsuitable for wave height measurement.

도2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 선박(20)의 시스템 도면이다. 2 is a system diagram of a vessel 20 according to an embodiment of the present invention.

도2 를 참조하면, 블록도에서 도시된 바와 같이, 선박(20)은 하나 이상의 프로세서(110)들, 메모리(120), 및 범용 컴퓨팅 디바이스(100)들에서 전형적으로 존재하는 다른 컴포넌트들을 포함하는 컴퓨팅 디바이스(100)들과 같은 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스(100)들의 제어 시스템을 가질 수 있다. Referring to FIG. 2 , as shown in a block diagram, a vessel 20 includes one or more processors 110 , memory 120 , and other components typically present in general purpose computing devices 100 . It is possible to have a control system of one or more computing devices 100 , such as computing devices 100 .

메모리(120)는 프로세서(110)들에 의해 실행될 수 있거나, 또는 그렇지 않을 경우에 프로세서(110)에 의해 이용될 수 있는 명령들(121) 및 데이터(123)를 포함하는, 하나 이상의 프로세서(110)들에 의해 액세스 가능한 정보를 저장한다. 메모리(120)는 컴퓨팅 디바이스(100)가 판독가능 매체를 포함하는, 프로세서(110)에 의해 액세스가능한 정보를 저장할 수 있는 임의의 유형이다. 메모리(120)는 비 일시적 매체(non-transitory medium)이다. 시스템들은 상기한 것의 상이한 조합들을 포함할 수 있음으로써, 명령들(121) 및 데이터(123)의 상이한 부분들은 상이한 유형들의 매체들 상에서 저장된다.Memory 120 is one or more processors 110 , including instructions 121 and data 123 that may be executed by processors 110 , or otherwise used by processor 110 . ) to store information accessible by Memory 120 is any type capable of storing information accessible by processor 110 , including readable media by computing device 100 . Memory 120 is a non-transitory medium. Systems may include different combinations of the above such that different portions of instructions 121 and data 123 are stored on different types of media.

명령들(121)은 프로세서(110)에 의해 (머신 코드와 같이) 직접적으로 또는 (스크립트(script)들과 같이) 간접적으로 실행되어야 할 명령들(121)의 임의의 세트일 수 있다. 예를 들어, 명령들(121)은 컴퓨팅 디바이스(100)-판독가능 매체 상에서 컴퓨팅 디바이스(100) 코드로서 저장될 수 있다. 그와 관련하여, 용어들 "명령들(121)" 및 "프로그램들"은 본 발명에서 상호 교환 가능하게 이용될 수 있다. 명령들(121)은 프로세서(110)에 의한 직접적인 프로세싱을 위한 오브젝트 코드 포맷(object code format)으로, 또는 요구에 따라 해석(interpret)되거나 미리 컴파일링(compile)되는 독립적인 소스 코드 모듈들의 스크립트들 또는 집합들을 포함하는 임의의 다른 컴퓨팅 디바이스(100) 언어로 저장될 수 있다. 데이터(123)는 명령들(121)에 따라 하나 이상의 프로세서(110)들에 의해 검색(retrieve), 저장, 또는 수정될 수 있다. 예로서, 메모리(120)의 데이터(123)는 상이한 유형들의 센서들을 교정할 때에 이용되어야 할 교정 정보와 같은 정보를 저장할 수 있다. 출력된 결과는 디스플레이(115)에 표현할 수 있다. Instructions 121 may be any set of instructions 121 to be executed by processor 110 directly (such as machine code) or indirectly (such as scripts). For example, the instructions 121 may be stored as computing device 100 code on a computing device 100-readable medium. In that regard, the terms “instructions 121” and “programs” may be used interchangeably herein. The instructions 121 are in an object code format for direct processing by the processor 110 , or scripts of independent source code modules that are interpreted or precompiled as required. or any other computing device 100 language that includes sets. Data 123 may be retrieved, stored, or modified by one or more processors 110 according to instructions 121 . For example, data 123 in memory 120 may store information such as calibration information to be used when calibrating different types of sensors. The output result may be displayed on the display 115 .

하나 이상의 프로세서(110)는 상업적으로 입수가능한 CPU들과 같은 임의의 기존의 프로세서(110)들일 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 프로세서(110)들은 ASIC 또는 다른 하드웨어-기반 프로세서(110)와 같은 전용 디바이스일 수 있다. 도 2는 컴퓨팅 디바이스(100)들의 프로세서(110)(들), 메모리(120), 및 다른 엘리먼트들을 동일한 블록 내에 있는 것으로서 기능적으로 예시하지만, 이러한 디바이스들은 동일한 물리적 하우징(250) 내에 보관될 수 있거나 보관되지 않을 수 있는 다수의 프로세서(110)들, 컴퓨팅 디바이스(100)들, 또는 메모리(120)들을 실제적으로 포함할 수 있다. 유사하게, 메모리(120)는 프로세서(110)의 하우징(250)과는 상이한 하우징(250)에서 위치된 하드 드라이브 또는 다른 저장 매체들일 수 있다. 따라서, 프로세서(110) 또는 컴퓨팅 디바이스(100)에 대한 참조들은 병렬로 동작할 수 있거나 동작할 수 없는 프로세서(110)들 또는 컴퓨팅 디바이스(100)들 또는 메모리(120)들의 집합에 대한 참조들을 포함하도록 이해될 것이다.The one or more processors 110 may be any conventional processors 110 , such as commercially available CPUs. Alternatively, the one or more processors 110 may be a dedicated device such as an ASIC or other hardware-based processor 110 . 2 functionally illustrates the processor 110(s), memory 120, and other elements of computing devices 100 as being within the same block, such devices may be housed within the same physical housing 250 or It may actually include a number of processors 110 , computing devices 100 , or memories 120 that may not be archived. Similarly, the memory 120 may be a hard drive or other storage media located in a different housing 250 than the housing 250 of the processor 110 . Accordingly, references to processor 110 or computing device 100 include references to sets of processors 110 or computing devices 100 or memories 120 that may or may not operate in parallel. will be understood to do

하나 이상의 프로세서(110)들은 센서 조립체(161)의 일부로서 포함될 수 있다. 프로세서(110)들은 카메라 모듈(200)의 다양한 이미지 센서들로부터 수신된 원시 화상(raw imagery) 뿐만 아니라, 전체적인 센서 조립체(161)의 다른 센서들로부터 수신된 정보를 프로세싱하도록 구성될 수 있다.One or more processors 110 may be included as part of sensor assembly 161 . Processors 110 may be configured to process raw imagery received from various image sensors of camera module 200 , as well as information received from other sensors of overall sensor assembly 161 .

네비게이션 시스템(140)은 위치까지의 경로를 결정하고 따르기 위하여 컴퓨팅 디바이스(100)들에 의해 이용될 수 있다. 네비게이션 시스템(140) 및/또는 데이터(123)는 컴퓨팅 디바이스(100)들이 선박(20)을 네비게이팅하거나 제어하기 위하여 이용할 수 있는 지도 정보, 예컨대, 상세한 해도들을 저장할 수 있다.The navigation system 140 may be used by the computing devices 100 to determine and follow a route to a location. Navigation system 140 and/or data 123 may store map information, such as detailed charts, that computing devices 100 may use to navigate or control vessel 20 .

지각 시스템(160)은 다른 선박(20)들, 해상 장애물들, 부이(buoy), 부표, 선석(30)들 등과 같은, 선박(20) 외부의 객체들을 검출하기 위한 하나 이상의 컴포넌트들을 또한 포함한다. 프로세서(110)는 다른 선박들, 해상 장애물들, 부이(buoy), 부표, 선석(30)을 주시대상으로 인식할 수 있다. 지각 시스템(160)은 이미지 센서들을 포함하는 카메라들, 하나 이상의 LIDAR 센서들, 레이더 유닛들, 소나 디바이스들, 카메라들, 관성(예컨대, 자이로스코픽) 센서들, 및/또는 컴퓨팅 디바이스(100)들에 의해 프로세싱될 수 있는 데이터(123)를 레코딩하는 임의의 다른 검출 디바이스들의 하나 이상의 세트들을 포함할 수 있다. 지각 시스템(160)의 센서들은 객체들, 및 위치, 방위, 크기, 형상, 유형(예를 들어, 선박(20), 부이, 부표 등), 진로, 및 이동의 속력 등과 같은 그 특성들을 검출할 수 있다. 센서들로부터의 원시 데이터(123)(raw data) 및/또는 전술한 특성들은 그것이 지각 시스템(160)에 의해 생성될 때, 추가의 프로세싱을 위하여 주기적으로 그리고 연속적으로 컴퓨팅 디바이스(100)들로 전송될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(100)들은 선박(20)의 위치를 결정하기 위한 위치결정 시스템(170), 및 위치에 안전하게 도달하기 위하여 필요할 때에 객체들을 검출하고 객체들에 반응하기 위한 지각 시스템(160)을 이용할 수 있다. 추가적으로, 컴퓨팅 디바이스(100)들은 개별적인 센서들, 특정한 센서 조립체(161)에서의 모든 센서들, 또는 상이한 센서 조립체(161)들에서의 센서들 사이의 교정을 수행할 수 있다.Perceptual system 160 also includes one or more components for detecting objects outside vessel 20 , such as other vessels 20 , maritime obstacles, buoys, buoys, berths 30 , etc. . The processor 110 may recognize other ships, marine obstacles, buoys, buoys, and berths 30 as gaze objects. Perceptual system 160 includes cameras, including image sensors, one or more LIDAR sensors, radar units, sonar devices, cameras, inertial (eg, gyroscopic) sensors, and/or computing devices 100 . may include one or more sets of any other detection devices that record data 123 that may be processed by Sensors in perceptual system 160 may detect objects and their characteristics, such as position, orientation, size, shape, type (eg, vessel 20, buoy, buoy, etc.), course, and speed of movement. can The raw data 123 from the sensors and/or the characteristics described above are transmitted periodically and continuously to the computing device 100 for further processing as it is generated by the perceptual system 160 . can be Computing devices 100 may utilize a positioning system 170 to determine the position of the vessel 20, and a perceptual system 160 to detect and react to objects when needed to safely reach the position. have. Additionally, computing devices 100 may perform calibration between individual sensors, all sensors in a particular sensor assembly 161 , or sensors in different sensor assemblies 161 .

지각 시스템(160)은 하나 이상의 센서 조립체(161)들을 포함한다. 하나의 예에서, 센서 조립체(161)는 선박(20) 주위의 360° 가시성을 제공할 수 있는 선박(20) 상의 포지션에서 중앙에 위치할 수 있다. 또 다른 예에서, 다수의 센서 또는 적어도 하나의 조립체들은 선박(20)의 다양한 지점에 분포될 수 있다. 예를 들면, 선수(FWD), 선미(AFT), 좌현(PORT), 우현(Starboard)을 따라 선택된 지점들에서 분포될 수 있다. 접속(도시되지 않음)은 선박(20)의 센서 조립체(161)와 하나 이상의 다른 시스템들 사이의 전력, 통신, 및/또는 다른 접속들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 데이터(123) 통신 버스는 센서 조립체(161)의 카메라들 및 다른 센서들과 컴퓨팅 디바이스(100)들 사이의 양방향 통신을 제공할 수 있다. 전력 라인은 직접적으로 또는 간접적으로 동력 시스템(150)에, 또는 컴퓨팅 디바이스(100)들에 의해 제어된 배터리와 같은 별도의 전원에 접속될 수 있다.Perceptual system 160 includes one or more sensor assemblies 161 . In one example, the sensor assembly 161 may be centrally located in a position on the vessel 20 that may provide 360° visibility around the vessel 20 . In another example, multiple sensors or at least one assembly may be distributed at various points on the vessel 20 . For example, it may be distributed at selected points along the bow (FWD), stern (AFT), port (PORT), and starboard (Starboard). A connection (not shown) may provide power, communication, and/or other connections between the sensor assembly 161 of the vessel 20 and one or more other systems. For example, the data 123 communication bus may provide two-way communication between the computing devices 100 and cameras and other sensors of the sensor assembly 161 . The power line may be connected directly or indirectly to the power system 150 , or to a separate power source such as a battery controlled by the computing devices 100 .

도3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 흐름도이다. 3 is a flowchart according to an embodiment of the present invention.

도3 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 선박(20)의 파고 측정 시스템은, 파고가 정해진 높이 이하인 상황들 하에서의 해수면의 예측 평균 강도를 저장하는 메모리(120); 프로세서(110)를 포함하고, 프로세서(110)는: 선박(20)이 해수면을 운항함에 따라 해수면에 대해 수집되는 레이저 데이터(123)를 수신하고(레이저 데이터(123)는 복수의 레이저 데이터(123) 포인트들을 포함하고, 복수의 레이저 데이터(123) 포인트들 중 데이터(123) 포인트 각각은 선박(20)의 복수의 방향들로부터 수집된 반사되는 빛과 관련된 강도 정보를 갖음); 해수면과 관련된 복수의 레이저 데이터(123) 포인트들의 평균 강도를 결정하고; 평균 강도를 파고가 정해진 높이 이하인 상황들 하에서의 해수면의 예측 평균 강도와 관련된 임계값과 비교하고; 평균 강도가 임계값 이상일 때, 해수면의 파고가 높다고 판단하고; 해수면의 파고가 높다는 판단에 기반해서 해수면의 상황을 추정하며; 그리고 선박(20)의 롤링을 감소시키는 안티롤링 탱크의 급수 여부를 결정하기 위해 추정을 사용하도록 구성된다. Referring to Figure 3, the wave height measurement system of the ship 20 according to an embodiment of the present invention, a memory 120 for storing the predicted average intensity of the sea level under the situation that the wave height is less than a predetermined height; a processor 110 , wherein the processor 110: receives the laser data 123 collected for the sea level as the vessel 20 navigates the sea level (the laser data 123 is a plurality of laser data 123 ) ) points, each of the data 123 points of the plurality of laser data 123 points having intensity information associated with reflected light collected from a plurality of directions of the vessel 20); determine an average intensity of a plurality of laser data 123 points associated with sea level; comparing the mean intensity to a threshold associated with the predicted mean intensity of sea level under conditions where the wave height is less than or equal to a predetermined height; when the average intensity is greater than or equal to the threshold, it is determined that the wave height of the sea level is high; estimating the sea level situation based on the determination that the sea level wave height is high; and use the estimation to determine whether to water an anti-rolling tank that reduces the rolling of the vessel 20 .

본 발명의 일 실시예에서, 해수면을 따라 수집되는 데이터(123) 포인트들을 포함하는 레이저 스캔 데이터(123)는 컴퓨터에 의해 수신될 수 있다. 레이저 스캔 데이터(123)는 해수면을 포함하는 레이저의 주변들에서, 오브젝트들의 위치 및 강도, 해수면 특징들 등을 표시한다. 이에 더하여, 카메라로부터 캡쳐된 이미지들은 컴퓨터에 의해 수신된다. 레이저 데이터(123)와 같이, 이미지들은 해수면을 포함하는 카메라의 주위들에 관한 해상 정보를 포함한다. 식별된 표시는 그 후에 해수면의 상황(날씨 등)을 추정하기 위해 사용된다. 추정은 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이 선박(20)의 운전, 관리, 진로 및 안티롤링 탱크의 급수여부를 결정하는 데 사용된다.In one embodiment of the present invention, laser scan data 123 including data 123 points collected along sea level may be received by a computer. The laser scan data 123 indicates the position and intensity of objects, sea level characteristics, and the like, in the vicinity of the laser including sea level. In addition, images captured from the camera are received by the computer. Like the laser data 123 , the images contain resolution information about the camera's surroundings, including sea level. The identified indications are then used to estimate sea level conditions (weather, etc.). Estimates are used to determine the operation, maintenance, course and watering of the anti-rolling tanks of the vessel 20, as described in more detail below.

본 발명의 일 실시예에 의한 선박(20)의 파고 측정 시스템은 다양한 컴포넌트들을 갖는 선박(20)을 포함한다. A system for measuring a wave height of a vessel 20 according to an embodiment of the present invention includes a vessel 20 having various components.

선박(20)은, 프로세서(110), 메모리(120) 및 일반 목적의 컴퓨터들에서 전형적으로 존재하는 다른 컴포넌트들을 포함하는 컴퓨터와 같은, 하나 이상의 컴퓨터들을 갖는다.Vessel 20 has one or more computers, such as a computer including a processor 110 , memory 120 , and other components typically present in general purpose computers.

프로세서(110)는: 해수면에 대한 강도 값들의 분포를 결정하고; 결정된 분포를 파고가 낮은 상황들에 대한 예측 분포와 비교하고; 결정된 분포가 파고가 낮은 상황들에 대한 예측 분포에 대해 상대적으로 강도 규모의 밝은 단부를 향해 쉬프트된 때, 해수면이 파고가 높다는 표시를 식별하도록 구성되며; 그리고 파고가 높다는 표시는 해수면의 상황들을 추정하고, 선박(20)의 운전, 관리, 진로 및/또는 안티롤링 탱크의 급수여부를 결정하기 위해 프로세서(110)에 의해 사용된다. The processor 110: determines a distribution of intensity values over sea level; compare the determined distribution with the predicted distribution for low crest situations; when the determined distribution is shifted toward the bright end of the intensity scale relative to the predicted distribution for low wave height situations, the sea level is configured to identify an indication that the wave height is high; And the indication that the wave height is high is used by the processor 110 to estimate sea level conditions, and to determine the operation, management, course and/or water supply of the anti-rolling tank of the vessel 20 .

도4 는 본 발명의 일 실시예에 부합하는 예시 데이터의 그래프들이다.4 is graphs of exemplary data consistent with an embodiment of the present invention.

도4 를 참조하면, 그래프는 파고가 낮은 상황들에 대한 예측 강도 값들의 분포(65)의 예시와 파고가 높은 상황들에 대한 강도 값들의 분포(75) 예시를 묘사한다. Referring to FIG. 4 , a graph depicts an example distribution 65 of predicted intensity values for low crest situations and an example distribution 75 of intensity values for high crest situations.

이 예시에서, 분포(75)는 강도 규모 중 더 밝은 단부를 향해 (화살표80의 방향으로)쉬프트 되었다. 위에 언급된 바와 같이, 컴퓨터는 해수면이 파고가 높다는 것을 결정하기 위해 이 쉬프트를 사용할 수 있다. In this example, distribution 75 has been shifted (in the direction of arrow 80) towards the brighter end of the intensity scale. As mentioned above, the computer can use this shift to determine that sea level is high in wave height.

라이다 모듈(300)은 선수(FWD)에 배치되는 것이 바람직하다. 선박(20)의 좌현과 우현은 선박(20)에 의해 항상 일정한 파도가 발생하며, 특히 선미는 스크류로 인해 난류가 발생하므로 정확한 파고를 측정할 수 없다. It is preferable that the lidar module 300 is disposed on the athlete (FWD). The port and starboard of the ship 20 always generate constant waves by the ship 20, and in particular, the stern generates turbulence due to the screw, so it is impossible to accurately measure the wave height.

본 발명에서, 컴퓨터는 선박(20)이 운항됨에 따라 해수면에 대해 수집되는 레이저 데이터(123)를 수신한다. 위에 언급된 바와 같이, 레이저 데이터(123)는 위치 및 강도 정보를 갖는 복수의 레이저 데이터(123) 포인트들을 포함한다. 컴퓨터는 수신된 레이저 데이터(123)로부터 평균 강도를 결정한다. 이 평균 강도는 해수면에 대한 임계값과 비교된다. 평균 강도가 임계값 이상일 때, 컴퓨터는 해수면의 파고가 높다는 표시를 식별한다. In the present invention, the computer receives laser data 123 that is collected for sea level as the vessel 20 is operated. As mentioned above, the laser data 123 includes a plurality of laser data 123 points having position and intensity information. The computer determines the average intensity from the received laser data 123 . This average intensity is compared to a threshold for sea level. When the average intensity is above the threshold, the computer identifies an indication that the wave height at sea level is high.

다른 예시에서, 컴퓨터는 해수면의 파고가 높은지 아닌지의 표시를 식별하기 위해 해수면의 강도에 있어서 변화들을 조사한다. 예를 들어, 컴퓨터는 해수면의 한 부분을 따라 강도 값들의 표준 편차 또는 분포를 계산한다. 파고가 낮은 상황들 동안, 강도 값들의 분포는 파고가 낮은 해수면에 대한 예측 강도 값 주위를 중심으로 하는 가우시안 모델(Gaussian model)에 가까울 수 있다. 예를 들어, 파고가 낮은 상황들에서는, 강도 값들은 유사한 값들 주위에 무리를 이루는 것이 예측된다. 만약 강도 값들의 분포가 파고가 낮은 상황들에 대한 예측 분포에 가까이로부터 더 높은 강도를 향해 쉬프트된 때, 컴퓨터는 해수면의 파고가 높다는 것을 표시할 수 있다. In another example, the computer examines changes in sea level intensity to identify an indication of whether the sea level wave height is high or not. For example, the computer calculates the standard deviation or distribution of intensity values along a portion of the sea level. During low wave height situations, the distribution of intensity values may be close to a Gaussian model centered around the predicted intensity value for the low wave height sea level. For example, in low wave height situations, intensity values are expected to cluster around similar values. If the distribution of intensity values is shifted from closer to the predicted distribution for low wave height situations toward higher intensity, the computer may indicate that the wave height at sea level is high.

프로세서(110)는 파고가 일정 이상이 되면, 선박(20)의 롤링 발생 가능성이 높을 것으로 판단하고 안티롤링 탱크에 급수를 개시한다. 급수량은 파고에 따라 달라질 수 있다. 안티롤링 탱크의 구조는 이미 알려진 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. When the wave height is above a certain level, the processor 110 determines that the rolling occurrence of the vessel 20 is high and starts watering the anti-rolling tank. The amount of water supplied may vary depending on the wave height. Since the structure of the anti-rolling tank is the same as that already known, a detailed description thereof will be omitted.

프로세서(110)는 파고가 일정 이상이 되면, 선박의 운항, 해상에서의 작업등을 제한하거나 운항속도, 항로 등을 변경할 수 있다. 항로는 네비게이션 시스템(140)을 참조할 수 있다. When the wave height is above a certain level, the processor 110 may limit the operation of the vessel, work on the sea, or the like, or change the operating speed, the route, and the like. The route may refer to the navigation system 140 .

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

Claims (3)

파고가 정해진 높이 이하인 상황들 하에서의 해수면의 예측 평균 강도를 저장하는 메모리; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
선박이 해수면을 운항함에 따라 선박의 선수 중앙에서 진행방향 전방의 해수면에 대해 수집되는 레이저 데이터를 수신하고 (상기 레이저 데이터는 복수의 레이저 데이터 포인트들을 포함하고, 상기 복수의 레이저 데이터 포인트들 중 데이터 포인트 각각은 상기 선박의 복수의 방향들로부터 수집된 반사되는 빛과 관련된 강도 정보를 갖음);
상기 해수면과 관련된 상기 복수의 레이저 데이터 포인트들의 평균 강도를 결정하고;
상기 평균 강도를 파고가 정해진 높이 이하인 상황들 하에서의 상기 해수면의 예측 평균 강도와 관련된 임계값과 비교하고;
상기 평균 강도가 상기 임계값 이상일 때, 상기 해수면의 파고가 높다고 판단하고;
상기 해수면의 파고가 높다는 상기 판단에 기반해서 상기 해수면의 상황을 추정하며;
상기 해수면에 대한 강도 값들의 분포를 결정하고;
상기 결정된 분포를 파고가 낮은 상황들에 대한 예측 분포와 비교하고;
상기 결정된 분포가 파고가 낮은 상황들에 대한 상기 예측 분포에 대해 상대적으로 강도 규모의 밝은 단부를 향해 쉬프트된 때, 상기 해수면이 파고가 높다는 표시를 식별하며;
선박의 롤링을 감소시키는 안티롤링 탱크의 급수 여부를 결정하기 위해 상기 추정을 사용하고,
상기 레이저 데이터를 수신하는 라이다 모듈은,
선박의 선수 중앙에 배치된 선박용 파고 측정 시스템.
a memory for storing a predicted average intensity of sea level under conditions in which a wave height is less than or equal to a predetermined height; and
including a processor;
The processor is
As the vessel navigates at sea level, the center of the bow of the vessel receives laser data collected for the sea level in the forward direction (the laser data includes a plurality of laser data points, and a data point among the plurality of laser data points) each having intensity information associated with reflected light collected from a plurality of directions of the vessel);
determine an average intensity of the plurality of laser data points associated with the sea level;
comparing the average intensity to a threshold associated with a predicted average intensity of the sea level under conditions where the wave height is less than or equal to a predetermined height;
determining that the wave height of the sea level is high when the average intensity is greater than or equal to the threshold value;
estimating the situation of the sea level based on the determination that the wave height of the sea level is high;
determine a distribution of intensity values over the sea level;
compare the determined distribution with a predicted distribution for low crest situations;
when the determined distribution is shifted toward a bright end of an intensity scale relative to the predicted distribution for low wave height situations, the sea level identifies an indication that the wave height is high;
using the above estimate to determine whether to water an anti-rolling tank that reduces the rolling of the vessel;
The lidar module for receiving the laser data,
A wave height measurement system for ships placed in the center of the ship's bow.
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KR20150058431A (en) * 2012-09-20 2015-05-28 구글 인코포레이티드 Detecting road weather conditions
JP2017181413A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 Wave measurement device, wave measurement information transmission system and float

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