KR102534930B1 - 선박 보조 교정 시스템 및 그 운용 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 선박 보조 교정 시스템을 제공하는 것이다. 이 선박 보조 교정 시스템에는 수신기, 메모리, 최소한 한 개의 탐지기, 프로세서, 및 모니터가 제공된다. 이 중에서, 프로세서는 수신기, 메모리, 그리고 최소한 한 개의 탐지기와 연결되고 모니터는 프로세서와 연결된다. 상기 선박 보조 교정 시스템은 미리 설치된 기계가 읽을 수 있는 그리드를 운영하여 장애물의 거리 파라미터를 결정하고 탐지기가 탐지한 데이터에 근거해서 이 거리 파라미터를 정상적으로 교정하기 때문에 라이다(LiDAR)를 사용하지 않고 또는 수역의 기복이 큰 상황에서도 장애물에 대한 거리 측정을 완성할 수 있다.

Description

선박 보조 교정 시스템 및 그 운용 방법{Assistance system for correcting vessel path and operation method thereof}
본 발명은 보조 교정 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것으로서, 특히 선박에 사용되는 보조 교정 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것이다.
운항 노선 계획은 무인 수상 선박 제어에 있어서 기본적인 문제이다. 무인 수상 선박이 운항 시점에서 목표 지점에 도달하기까지 따라야 하는 운항 경로는 중앙 컴퓨터가 전적으로 지정한다. 이러한 운항 노선은 항로 환경 중 어떠한 장애물과도 충돌하지 말아야 하거나 충돌 가능성을 최대한 줄여야 한다.
레이저 거리 측량(라이다, LiDAR) 기술은 거리 탐지 및 측량에 광범위하게 사용되고 있다. 무인 수상 선박은 일반적으로 라이다를 사용하여 항로 장면을 탐지한다. 하지만 라이다(LiDAR)를 수상 환경에서 사용할 때는 수면의 방해 요소(예를 들어 수면의 광 반사, 수면 기복, 또는 물기)의 영향으로 인해 측정 정확도와 실용성이 낮아진다. 따라서 실제 응용 시 종종 기타 측정 방법으로 보조해야 완벽하게 측량할 수 있다.
라이다 기술에 대비해서, 영상 측량 기술은 환경 영향을 받는 정도가 상대적으로 적다. 하지만, 수면 기복이 일정하지 않아 수면의 높낮이 차이가 갑자기 심해지는 경우 장애물은 높낮이의 낙차로 인해 위 아래로 요동하게 된다. 이런 경우엔 영상 측량에 심한 오차를 초래하여 무인 수상 선박의 운항 안전에 영향을 주거나 장애물의 위치나 모양 특징 등은 시간에 지남에 따라 변동하게 된다(예를 들어, 대형 부양물은 물이 흐르는 방향에 따라 위치를 이동할 수 있다). 따라서 운항 노선 계획에서 당면하는 도전은 영상 측량의 처리 속도가 즉각적이고 사용자가 적시에 모니터링할 수 있어야 하는 것이다. 그러면 사용자는 무인 수상 선박의 운항 경로를 확인한 다음 동시에 실제 운항 환경의 영상에 근거하여 운항을 모니터링하고 제어하며, 상황에 따라 운항 경로의 교정/조절을 즉시에 수행할 수 있게 된다.
선박 충돌방지 시스템 및 선박 충돌 방지 방법, 공개번호 10-2011-0066010, 공개일자 2011년 6월16일. 선박의 표준항로 생성 및 의사결정 지원 시스템, 공개번호 10-2017-0092804, 공개일자 2017년 8월14일.
위에서 설명한 문제들 중 최소한 한 가지를 해결하기 위해 본 발명은 보조 교정 시스템 및 그 운용 방법, 특히 장애물 거리가 탐지 환경과 일치하는 영상을 즉시에 디스플레이할 수 있는 장점을 지닌 선박 보조 교정 시스템 및 그 운용 방법을 제시한다. 구체적으로 말하면, 이 선박 보조 교정 시스템 및 그 운용 방법은 미리 설치된 기계가 읽을 수 있는 그리드를 이용하여 장애물의 거리 파라미터를 결정하고 탐지기의 탐지 데이터에 근거하여 거리 파라미터를 정상적으로 교정하기 때문에(즉, 탐지 환경이 초래한 오차 배제) 라이다(LiDAR)를 사용하지 않는 상황에서 장애물에 대한 거리 측량을 완성할 수 있으며, 기복이 심한 수역(예를 들어, 해상)의 장애물을 측량하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 최소한 한 가지 실시예는 선박 보조 교정 시스템에 관한 것이다. 이 시스템에는 수신기, 메모리, 최소한 한 개의 탐지기, 프로세서, 그리고 모니터가 제공된다. 상기 프로세서는 수신기, 메모리, 및 최소한 한 개의 탐지기와 연결되며, 상기 모니터는 프로세서와 연결된다.
본 발명의 최소한 한 가지 실시예는 선박 보조 교정 방법에 관한 것이다. 이 방법에는 다음 단계가 포함된다. 선박 보조 교정 시스템을 제공한다. 촬영 장치를 통해서 최소한 한 개의 장애물 장면을 찍어서 최소한 한 개의 기초 영상을 생성한다. 프로세서를 통해서 상기 최소한 한 개의 기초 영상과 최소한 한 개의 기계가 읽을 수 있는 그리드를 분석하여 상기 장면 중 임의의 수상 장애물의 거리 파라미터를 추산한다. 프로세서는 최소한 한 개의 탐지기가 생성한 탐지 데이터에 기반하여 교정이 필요한 최소한 한 개의 거리 파라미터를 결정한다. 프로세서는 교정 파라미터에 근거하여 결정된 최소한 한 개의 거리 파라미터를 교정한다. 모니터를 통해서 최소한 한 개의 보조 영상을 디스플레이하고, 이러한 최소한 한 개의 보조 영상에는 최소한 한 개의 가상 표기가 있으며, 이는 교정이 필요없는 최소한 한 개의 거리 파라미터를 표시하거나 교정 후의 최소한 한 개의 거리 파라미터를 표시한다. 이렇게 하여 상기 최소한 한 개의 기초 영상에는 운송 도구에 상대하는 최소한 한 개의 장애물의 거리가 표시된다.
본 발명에 관한 상기 간략한 설명은 본 발명의 여러 기술적 특징에 대해 기초적인 소개를 제공할 목적에 있다. 발명의 간략한 설명은 본 발명에 대해 상세히 기술한 것이 아니므로 본 발명의 핵심적 또는 중요한 구성 부품을 특별히 열거할 목적이나 본 발명의 범위를 규정하기 위함이 아니며, 단지 간결한 방식으로 본 발명의 여러 가지 개념을 제시하기 위함일 뿐이다.
본 발명에 따라 상술된 문제들 중 최소한 한 가지를 해결할 수 있는 선박 보조 교정 시스템 및 그 운용 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 선박 보조 교정 시스템의 부분적 실시예의 구조를 보여 주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 선박 보조 교정 시스템의 부분적 실시예의 장면을 보여 주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 선박 보조 교정 시스템의 부분적 실시예의 운용 방법 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 선박 보조 교정 시스템의 부분적 실시예의 기초 영상 출력을 보여 주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 선박 보조 교정 시스템의 부분적 실시예의 기초 영상 출력을 보여 주는 도면이다.
본 발명의 기술적 특징과 내용을 충분히 이해할 수 있도록 돕기 위해 아래의 설명을 도면과 함께 제시한다.
본 발명의 최소한 한 가지 실시예는 보조 교정 시스템과 그 운용 방법에 관한 것으로서, 특히 선박에 사용되는 보조 교정 시스템과 그 운용 방법에 관한 것이다.
도 1과 2를 함께 참고한다. 도 1은 본 발명의 선박 보조 교정 시스템(1)의 부분적 실시예의 구조를 보여주는 도면이며, 도 2는 본 발명의 선박 보조 교정 시스템(1)의 부분적 실시예의 장면(P0)을 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 선박 보조 교정 시스템(1)은 운송 도구(P1)에 설치되며, 수신기(10), 메모리(20), 최소한 한 개의 탐지기(30), 프로세서(40), 및 모니터(50)가 제공된다. 프로세서(40)는 수신기(10), 메모리(20), 모니터(50), 및 최소한 한 개의 탐지기(30)와 연결된다. 도 1의 수신기(10)는 최소한 한 개의 촬영 장치(11)가 촬영한 최소한 한 개의 기초 영상(100)을 수신할 수 있도록, 그리고 선택적으로 최소한 한 개의 기초 영상(100)을 메모리(20)에 저장하거나 프로세서(40)로 직접 송신하도록 설정된다.
도 1과 2에 도시된 실시예에서, 운송 도구(P1)는 스피드 보트, 어선, 관광 선박 등 소형 수상 선박일 수 있으며, 기타 무인 선박(예를 들어 전함, 유람선 등 대형 수상 선박)에 응용될 수 있다. 본 발명의 이용 상황은 이에 국한되지 않는다. 이때 상기 촬영 장치(11)는 디지털 비디오 촬영기(DV), 디지털 스틸 카메라(Digital Still Camera, DSC), 디지털 비디오 레코더(DVR) 또는 기타 촬영 기능이 있는 전자 설비/카메라 시스템일 수 있으며, 최소한 한 개의 장애물(P2)의 영상을 포함한 기초 영상(100)을 촬영 및 출력할 수 있도록 설정된다. 여기서 장애물(P2)은 개방/밀폐 수역에 있는 임의의 정적/동적 장애물이다. 이 밖에, 본 실시예에서는 사용되는 촬영 장치(11)의 수량을 한 개 또는 여러 개로 특별히 제한하지 않는다. 본 실시예를 응용하는 자는 운송 도구(P1)의 크기에 따라 적당한 수량의 촬영 장치(11)를 결정하여 본 발명의 목적을 실현할 수 있다. 아래에서 설명하는 실시예에서는 촬영 장치(11)의 수량은 한 개이며 운항 방향에서 운송 도구(P1)와 장애물(P2)의 가장 가까운 위치를 표현하기 위해 운송 도구(P1)의 앞머리 부위에 설치되는 것으로 가정한다. 이렇게 하여 프로세서(40)는 촬영 장치(11)의 위치 정보만 취득하면 추산을 통해서 장애물(P2)과 운송 도구(P1) 사이의 가장 짧은 실제 거리의 길이를 얻을 수 있다.
도 1과 도 2의 탐지기(30)는 운송 도구(P1)의 내부 또는 주변에 설치되어 운송 도구(P1)의 운행 상태(예를 들어, 경사 정도 또는 운항 속도)를 탐지하는 데 사용되거나 운송 도구(P1)와 상기 장애물(P2) 사이의 거리를 탐지하는 것을 보조하는 데 사용된다. 본 실시예의 탐지기(30)는 경사 탐지기, 가속도 탐지기, 그리고 속도 탐지기가 있는 기능 모듈을 사용하며, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 예를 들어 압박 탐지기, 위치 이동 탐지기, 광 탐지기, 회전 탐지기, 각도 탐지기 또는 각속도 탐지기 등을 이용하여 다양한 탐지 파라미터 생성을 보조할 수 있다. 본 실시예의 설명은 아래에서 탐지 데이터라고 한다.
상기 메모리(20)는 최소한 한 개의 기계가 읽을 수 있는 그리드를 저장하고 프로세서(40)를 통해서 이 기계가 읽을 수 있는 그리드를 읽고 집행하도록 실행될 수 있다. 메모리(20)에는 프로세서(40)가 읽을 수 있는 형식의 정보(예를 들어, 기계가 읽을 수 있는 그리드 또는 지령)를 저장하는 데 사용되는 임의의 장치가 있다. 예를 들어 휘발성(volatile) 또는 비휘발성(non-volatile) 메모리, 자석 메모리, 반도체 메모리, 자석 테이프 메모리, 광학 메모리, 이동성 메모리, 비이동식 메모리 또는 이러한 메모리의 조합으로 된 대용량 저장 모듈일 수 있다. 이러한 메모리는 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 국한되지 않는다.
상기 프로세서(40)는 수신기(10) 및 메모리(20)에 연결되고 메모리(20)에 저장된 지령을 수행하거나 메모리(20)와의 유선/무선 통신을 통해서 조작과 관련된 여러 가지 정보 쓰기 및/또는 읽기를 수행하도록 설정된다. 예를 들어, 한 개 또는 여러 개의 탐지 데이터, 거리 파라미터, 기초 영상(100) 또는 기계가 읽을 수 있는 그리드로 본 실시예에서 설명한 선박 보조 교정 시스템(1)의 조작을 실현한다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 프로세서(40)는 다음 동작들을 수행하도록 설정된다. 기초 영상(100)과 기계가 읽을 수 있는 그리드를 분석하여 추산을 통해서 임의의 장애물(P2)의 영상의 거리 파라미터를 형성하고, 탐지 데이터의 한 개 또는 여러 개의 특성 관계에 기반하여 이 거리 파라미터가 조절이 필요한지 여부를 결정하여 모니터(50)에 보조 영상(200)을 표시한다. 이때 보조 영상(200)의 표시 양상은 사용자에게 운송 도구(P1)와 임의의 장애물(P2) 사이의 현재의 상대적 위치(예를 들어, 상대적 방위 혹은 거리 수치)나 운송 도구(P1)의 현재의 운항 상황(예를 들어, 속도 혹은 경사 정도)을 보여 주기 위해 장애물(P2)의 모든 정상적인 거리 파라미터(즉, 교정이 필요 없는 거리 파라미터) 또는 프로세서를 통해서 교정된 거리 파라미터를 동시에 포함한다. 프로세서(40)는 상기 기계가 읽을 수 있는 그리드를 경계로 하여 기초 영상(100)을 분할하고 각각의 분할 구역의 너비에 근거하여 임의의 장애물(P2)의 영상에 대해 임의의 거리를 측정한다. 구체적으로 말하면, 기계가 읽을 수 있는 그리드는 기초 영상(100)에서 촬영 장치(11)와 임의의 장애물(P2) 영상의 맵핑된 좌표 위치 표시를 제공하도록 설정될 수 있다. 실제로 소위 너비는 기계가 읽을 수 있는 그리드 중 운송 도구(P1)의 두 개의 상대적 끝 사이의 너비의 평균치로 이해할 수 있다.
본 실시예의 프로세서(40) 및 모니터(50)의 모델 및/또는 종류는 명확하게 지정되지 않았지만 본 영역의 통상적인 지식을 가진 자는 프로세서(40)는 마이크로 프로세서이거나, 기존의 어떠한 프로세서, 제어기 또는 계산을 실현하는 부품의 조합/배치일 수 있다는 점을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 상기 모니터(50)는 컴퓨터 모니터/스크린, 텔레비전 장치 모니터/스크린 또는 가상현실 장치/스크린이거나, 투사 기능이 있는 모니터일 수도 있다.
상기 조작 내용을 실제로 실시예에 응용하는 원리를 이해하도록 돕고 설명하기 위해 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 5를 순서대로 참고하여 설명한다.
우선 도면 1, 2, 3을 같이 참고한다. 도 3은 본 발명의 선박 보조 교정 시스템의 부분적 실시예의 운용 방법 흐름도이다. 이 방법에는 다음 단계가 포함된다. 선박 보조 교정 시스템을 제공한다((A) 단계). 본 실시예에서는 도 1의 선박 보조 교정 시스템(1)이 사용된다. 다음으로, 촬영 장치(11)를 통해서 최소한 한 개의 장애물(P2)이 있는 장면(P0)을 찍어서 기초 영상(100)을 생성한다((B) 단계). 그런 다음, 프로세서(40)를 통해서 기초 영상(100)과 기계가 읽을 수 있는 그리드를 분석하여 장면(P0) 중 개별적 장애물(P2)의 거리 파라미터를 추산한다((C) 단계). 상기 거리 파라미터는 기계가 읽을 수 있는 그리드 중 각각의 장애물(P2)과 촬영 장치의 상대적 위치 정보를 표시하는 데 사용되어 장애물(P2)과 운송 도구(P1) 사이의 실제로 가장 짧은 거리의 길이를 보여 준다. 그런 다음 프로세서(40)는 탐지기(30)가 생성한 탐지 데이터에 기반하여 교정이 필요한 거리 파라미터를 결정한다((D) 단계). 그런 다음, 프로세서(40)는 교정 파라미터에 근거하여 결정된 거리 파라미터를 교정한다((E) 단계). 마지막으로, 모니터(50)를 통해서 보조 영상(200)을 디스플레이한다. 이러한 보조 영상(200)에는 최소한 한 개의 가상 표기가 있으며, 이는 정상적인 거리 파라미터(즉 교정이 필요 없는 거리 파라미터) 또는 교정 후의 거리 파라미터를 표시한다((F) 단계). (D) 단계에서 교정이 필요한 대상(거리 파라미터)을 결정하지 않은 경우, 교정 방법에서 단계 (E)를 생략하고 곧장 (F) 단계를 수행한다.
(B) 단계는 장면(P0)을 선택하는 절차를 수반하며 (B1) 단계를 포함한다. (B1) 단계: 프로세서(40)를 통해서 장면(P0)에 상기 장애물(P2)이 있는지 여부를 판단한다. 장면(P0)에 장애물(P2)이 있으면 촬영 장치는 이 장면(P0)을 촬영하여 상기 기초 영상(100)을 수신기(10)로 출력한다. 구체적으로 말하면, (B1) 단계의 구성 예에 있어서, 탐지기(30)에는 광학 탐지 부품이 있어 상응하는 탐지 결과를 프로세서(40)에 제공하여 장면(P0) 중의 장애물(P2) 판독을 하게 한다. 예를 들어 광한 탐지 부품은 광 소스에서 발송하고 장면(P0) 중의 장애물(P2)가 반사하는 광선을 수신/탐지하여 프로세서(40)가 장애물(P2)이 존재하는지 여부를 판단할 수 있는 탐지 결과를 생성한다. 본 구성 예에서, 이러한 광학 탐지 부품은 전하 결합장치(Charge-coupled Device, CCD), 상보형 금속 산화 반도체(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS) 또는 기타 광 탐지 기능이 있는 부품들일 수 있다.
(B1) 단계의 기타 구성 예에는 (B11) 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. (B11) 단계: 프로세서(40)를 통해서 장면(P0) 중에서 판독한 장애물(P2)이 미리 설정된 조건을 충족시키는지 여부를 확정한다. 즉, 미리 설정된 조건은 임의의 장애물(P2) 영상의 예상되는 해상도가 임계 값보다 높은지 여부를 판단하는 것에 해당한다. 소위 예상되는 해상도는 촬영 장치(11)가 출력하는 영상 중 장애물 영상(즉 임의의 장애물[P2]의 영상)의 화소 수량을 통해서 결정된다. 그리고 소유 임계 값은 사용자가 프로그래밍할 수 있고 프로세서(40)의 민감도에 부합하여 설계되는 미리 설정된 화소 수량 한계 값이다. 그러므로 만약 프로세서(40)가 임의의 장애물(P2) 영상의 예상되는 해상도가 임계 값보다 높거나 같다고 판단하는 경우, 장면(P0)에 근거하여 상응하는 기초 영상(100)이 생성된다. 만약 프로세서(40)가 임의의 장애물(P2) 영상의 예상되는 해상도가 임계 값보다 낮다고 판단하는 경우, 장면(P0)은 폐기되고 (B1) 단계가 다시 수행된다.
본 실시예에서, (C) 단계에는 더 나아가서 (C1)-(C3) 단계가 포함된다. 이는 프로세서(40)가 기초 영상(100) 중 장애물(P2) 영상의 거리 파라미터를 한 개씩 계산하는 단계이다. (C1) 단계: 기계가 읽을 수 있는 그리드에 촬영 장치(11)를 대표하는 첫째 참고점을 설정하고 첫째 참고점에 근거하여 기계가 읽을 수 있는 그리드에 운송 도구(P1)의 두 개의 상대적 끝점을 표시하는 둘째 참고점을 설정한다. (C2) 단계: 기초 영상(100) 중 각각의 장애물(P2) 영상의 특징점을 기계가 읽을 수 있는 그리드의 상응하는 목표점으로 맵핑한다. (C3) 단계: 개별적 둘째 참고점과 첫째 참고점, 그리고 각 목표점의 간격 거리에 근거하여 임의의 장애물(P2) 영상의 거리 파라미터를 계산하고 취득한다. 상기 단계에서, 모든 장애물(P2) 영상의 거리 파라미터의 정의를 완성할 때까지 삼각함수 알고리즘을 사용하고 (C1) 단계와 (C2) 단계를 반복 수행할 수 있다. 일반적으로 (C1)-(C3) 단계의 수행은 반복 계산과 합동하여 실현할 수 있다. 이때 (C1) 단계와 (C3) 단계에는 본 영역의 통상적인 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 단계가 포함될 수 있다.
(C2) 단계에서 언급한 특징점은 여러 개의 장애물(P2) 영상의 가장자리 끝점에서 최소한 한 개의 가능한 인접 점을 선택하는 것이다. 여기서 인접점은 각 장애물(P2)과 운송 도구(P1)의 실제로 충돌 개연성이 비교적 높은 가상점 위치(즉, 가장자리 끝점)를 식별하기 위해 프로세서(40)가 시뮬레이션 하는 운송 도구(P1)의 상응하는 실제 끝점 위치에 따라 다른 거리 길이의 정의이다. 운송 도구(P1)의 실제 끝점 위치는 미리 설정된 정보일 수 있거나 프로그램 언어(예를 들어, 파이썬(Python))와 반복 계산을 합동하여 취득할 수 있다. 장애물(P2) 영상의 가장자리 끝점도 같은 방법으로 결정할 수 있다.
앞에서 설명한 내용을 알 수 있듯이, (C2) 단계의 목표점은 개별적 특징점이 전환 매트릭스를 통한 다음 기계가 읽을 수 있는 그리드에 나타나는 상대적 좌표이다. 이때 전환 매트릭스는 각 장애물(P2)의 영상의 기초 영상(100)과 기계가 읽을 수 있는 그리드 중의 위치 대응 관계와 관련된다. 전환 매트릭스는 메모리(20)에 미리 저장되거나 프로세서(40)가 당시에 획득한 위치 대응 관계에 근거하여 생성한다. 전환 매트릭스의 계산은 간단한 알고리즘의 통상적인 응용인 점을 고려하여 설명서에서는 추가로 피력하지 않는다.
(D) 단계는 교정 대상(즉 교정이 필요한 거리 파라미터) 판단과 관련되며, 더 나아가서 (D1)-(D2) 단계를 포함한다. (D1) 단계: 프로세서(40)는 탐지 데이터의 첫째 요동 계수가 첫째 한계 값보다 큰지, 그리고 둘째 요동 계수가 둘째 한계 값보다 큰지 여부를 판단한다. 만약 첫째 요동 계수와 둘째 요동 계수 중 어느 하나가 상응하는 한계 값(첫째 한계 값 또는 둘째 한계 값)보다 높을(높거나 같음) 경우, 기초 영상(100)의 모든 거리 파라미터에 대해 교정 처리를 해야 한다. (D2) 단계: 프로세서(40)는 첫째 요동 계수와 둘째 요동 계수를 사용해서 교정 파라미터를 제공한다. 본 실시예에서, 교정 파라미터는 첫째 요동 계수와 둘째 요동 계수를 곱하기 해서 얻는다. 본 발명은 첫째 요동 계수와 둘째 요동 계수에 특정 계산 모델을 채택하여 교정 파라미터를 제공할 수도 있으며 이에 국한되지 않는다. 여기서 첫째 한계 값과 둘째 한계 값은 둘 다 미리 설정된 수치이며, 실제 응용 수요에 따라 선택 및 결정된다. 예를 들어, 첫째 요동 계수를 운송 도구(P1)의 가로 방향의 요동 정도를 표시하는 데 사용할 때, 첫째 한계 값은 운송 도구에 설치된 촬영 장치(11)의 상응하는 항요동 정도에 따라 결정된다. 둘째 요동 계수를 운송 도구(P1)의 가로 방향의 요동 정도를 표시하는 데 사용할 때도 이와 마찬가지이다. 그리고 첫째 요동 계수와 둘째 요동 계수 중 하나는 운송 도구(P1)의 세로 방향의 요동 정도를 표시하는 데 사용될 수 있다. 이는 운송 도구(P1)가 운항하는 수역의 다름에 따라 정의할 수 있다.
탐지기(30)에 타이머가 있을 때, 선택적으로 (D1) 단계와 (D2) 단계 사이에서 (D3) 단계를 실시할 수 있다. (D3) 단계: 프로세서(40)는 더 나아가서 첫째 요동 계수 또는 둘째 요동 계수의 지속 시간이 허용 수치를 초과하는지 여부를 판단한다. 만약 지속 시간이 허용 수치를 초과하지 않을 경우, 이번 거리 파라미터에 대해 교정을 실행하지 않고(즉 계속해서 (D2) 단계를 진행하지 않음) 프로세서(40)는 (C) 단계에서 처리 후 생성된 보조 영상(200)을 모니터(50)로 송신하여(즉 (F) 단계) 사용자가 찾아볼 수 있도록 한다. 본 실시예에서, 지속 시간과 연관된 허용 수치는 촬영 장치(11)의 적응알고리즘의 교정 규격에 근거하여 결정된다. 또한, 실제 상황(예를 들어, 바람 속도, 흐름 속도 등 환경 요소)에 따라 동적 정의 또는 기타 유형의 정의를 부여할 수도 있다. 본 발명은 이에 국한되지 않는다.
기타 가능한 실시예에서, 운송 도구(P1)에 필요한 출력 교정 파라미터가 다름에 기반하여(예를 들어 운송 도구[P1]가 해상 항로에 처해 있을 때) (D1)-(D2) 단계를 (E) 단계의 (E1)-(E4) 단계로 대체할 수 있다. (E1) 단계: 프로세서(40)는 미리 정의된 표준 영상에 따라 첫째 수평선을 추출하고 기초 영상(100)의 둘째 수평선을 추출한다. (E2) 단계: 프로세서(40)는 기초 영상(100)을 표준 영상에 겹쳐서 중첩 자료를 형성한다. 이때 중첩 자료에는 첫째 수평과 둘째 수평선 정보가 동시에 포함된다. (E3) 단계: 프로세서(40) 중의 시뮬레이션 부품을 통해서 표기를 첫째 수평선과 둘째 수평선에 정점 투사하여 오프셋이 있는 기준 표기(첫째 수평선)와 교정 표기(둘째 수평선)을 구성한다. (E4) 단계: 프로세서(40)는 기준 표기와 교정 표기 사이의 오프셋 값에 따라 계산을 실행해서 교정 파라미터를 형성한다.
도 2 및 도 3을 보면서 도 4와 5를 참고한다. 도 4와 5는 본 발명의 선박 보조 교정 시스템의 부분적 실시예의 보조 영상(200)에 대한 출력을 보여 주는 도면이며, 도 4는 본 발명을 근거리 측정에 적용할 때의 출력 형태를 보여 주고, 도 5는 본 발명을 장거리 탐지 측정에 적용할 때의 출력 형태를 보여 준다. 소위 근거리, 중거리, 그리고 장거리는 특별한 거리 수치 제한이 없고 다만 장애물(P2)과 운송 도구(P1)의 상대적 거리 상의 개념을 표시할 뿐이다. 본 실시예는 수상에서 운행하는 무인 선박에 응용되기 때문에 수면의 방해 요소가 많은 점을 고려할 때 적시에 운송 도구(P1)의 노선을 조절하기 위해 항로 장면(P0)과 일치하는 영상을 적당하게 디스플레이할 필요가 있다. 또한, 모니터링 효능을 향상시키기 위해 본 실시예의 실제 응용에서, 모니터(50)는 가상 표기가 있는 보조 영상(200)을 디스플레이하여 프로세서(40)의 출력 정보(예를 들어, 거리 파라미터)에 응답하도록 설정된다. 구체적으로 말하면, (E) 단계를 수행하기 전에, 프로세서(40)는 각각의 거리 파라미터를 사용해서 그에 상응하는 가상 표기를 생성해서 기초 영상(100) 안에 가상 표기를 심어서 보조 영상(200)을 형성하고 모니터(50)에 출력한다. 이렇게 해서 충돌 개연성 근거인 거리 파라미터는 먼저 가상 표기에 기반하여 식별된다.
도 4와 도 5의 가상 표기에는 물품 정보(1101)와 선박 정보(1012)가 포함될 수 있으며, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 기타 실제 응용에서, 상기 가상 표기는 선택적으로 격자선 정보(1103)를 포함할 수 있다. 이 중에서 물품 정보(1101)는 임의의 장애물(P2)과 운송 도구(P1) 사이의 거리 수치(cm)와 임의의 장애물(P2)이 운송 도구(P1) 방향(방위)에 상대하는 집합이다. 여기서 말하는 거리 수치는 앞에서 설명한 거리 파라미터의 수치와 같으며, 선박 정보(1012)는 운송 도구(P1)의 즉각적인 선박 속도의 속도 수치(knot)이다. 격자선 정보(1103)는 상기 기계가 읽을 수 있는 그리드를 선형 방식으로 표시한 가시적 형태이다.
가상 표기에는 또한 선택적으로 선형성으로 표시되는 기타 정보, 예를 들어 탐지기(30)의 탐지 측정 범위 또는 장애물(P2)의 윤곽 등이 포함될 수 있다. 이 중에서, 기초 정보에 심어진 가상 표기를 효과적으로 식별하기 위해 본 발명은 실제 응용 시 (E) 단계를 수행하기 전에 프로세서(40)를 이용하여 물품 정보(1101), 선박 정보(1012), 그리고 격자선 정보(1103)의 속성에 따라 색깔을 부여할 수 있다. 예를 들어, 물품 정보(1101) 중 근거리 정보(즉 거리 수치가 비교적 작은 정보)에 빨간색을 부여하여 경계 효과를 높이고, 격자선 정보(1103) 중 충돌 경계를 표시하는 것(즉, 운송 도구[P1]의 두 개의 상대적 끝점의 선형 연장 부위)에 노란색을 부여한다. 이 때 소위 속성은 물품 정보(1101), 선박 정보(1012), 그리고 격자선 정보(1103)의 추가 정의일 수 있다. 예를 들어, 물품 정보(1101)의 근거리나 장거리, 또는 선박 정보(1012)의 공전 속도, 초과 속도이거나 기타 유형의 정의일 수 있다. 본 발명은 이에 제한을 두지 않는다. 또한, 상기 속성과 색깔의 대응 관계는 미리 설정된 표준 찾기 표이거나, 실제 조작의 필요에 따라 임의로 서로 다른 색깔을 부여하여 표시할 수 있다(즉 한 가지 속성은 한 가지 색깔과 대응함).
위에서 설명한 내용은 본 발명의 보다 이상적인 실시예일뿐이며 설명 내용으로 본 발명의 실시예의 범위를 제한하지 말아야 한다. 실시예과 같은 효과를 지니는 변환과 치환은 본 창작의 범위에 속해야 하며, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 것을 준거로 해야 할 것이다.
1…선박 보조 교정 시스템
10…수신기
11…촬영 장치
20…메모리
30…탐지기
40…프로세서
50…모니터
100…기초 영상
200…보조 영상
P0…장면
P1…운송 도구
P2…장애물
1101…물품 정보
1012…선박 정보
1103…격자선 정보
(A)~(F)…단계

Claims (8)

  1. 선박 보조 교정 시스템(1)에 있어서, 상기 시스템은:
    수상 선박에 설치되는 최소한 한 개의 촬영 장치(11)가 찍은 최소한 한 개의 기초 영상(100)을 수신하는 수신기(10),
    최소한 한 개의 기계가 읽을 수 있는 그리드(1103)를 저장하는 데 사용되는 메모리(20),
    상기 수상 선박의 상태를 탐지하고 최소한 한 개의 탐지 데이터를 생성하는 데 사용되는 최소한 한 개의 탐지기(30),
    상기 수신기, 메모리, 및 최소한 한 개의 탐지기와 연결되고 상기 최소한 한 개의 기초 영상과 최소한 한 개의 기계가 읽을 수 있는 그리드에 기반하여 최소한 한 개의 거리 파라미터를 생성하며, 최소한 한 개의 탐지 데이터에 근거하여 상기 거리 파라미터를 교정할지 여부를 판단하도록 설정되는 프로세서(40), 및
    프로세서와 연결되고 최소한 한 개의 보조 영상(200)을 표시하도록 설정되는 모니터(50)를 포함하며,
    기계가 읽을 수 있는 그리드는 촬영 장치 및 최소한 한 개의 장애물(P2)의 위치 좌표(position coordinate)를 나타내도록 구성되며, 최소한 한 개의 기초 영상 구역(zone)의 일정 길이 및 너비는 수상 선박의 두개의 상대적 끝(point) 사이의 평균치와 동일하게 설계될 수 있는 것을 특징으로 하는
    선박 보조 교정 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 최소한 한 개의 탐지기는 경사 탐지기, 가속도 탐지기 또는 그 조합인 선박 보조 교정 시스템.
  3. 선박 보조 교정 방법에 있어서, 상기 방법은:
    (A) 청구항 1의 선박 보조 교정 시스템을 제공하는 단계,
    (B) 상기 최소한 한 개의 촬영 장치를 통해서 최소한 한 개의 장애물이 있는 장면을 찍어서 최소한 한 개의 기초 영상을 생성하는 단계,
    (C) 상기 프로세서를 통해서 상기 최소한 한 개의 기초 영상과 최소한 한 개의 기계가 읽을 수 있는 그리드를 분석하여 상기 장면 중 임의의 장애물의 거리 파라미터를 추산하는 단계,
    (D) 프로세서에 의해 상기 최소한 한 개의 탐지기가 생성한 탐지 데이터에 기반하여 교정이 필요한 최소한 한 개의 거리 파라미터를 결정하는 단계,
    (E) 프로세서에 의해 교정 파라미터에 근거하여 결정된 최소한 한 개의 거리 파라미터를 교정하는 단계, 및
    (F) 모니터를 통해서 최소한 한 개의 보조 영상을 디스플레이하고, 최소한 한 개의 보조 영상에는 최소한 한 개의 가상 표기가 있으며, 교정이 필요 없는 최소한 한 개의 거리 파라미터나 교정 후의 최소한 한 개의 거리 파라미터를 표시하는 단계를 포함하는 선박 보조 교정 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    (B) 단계에 더 나아가서 프로세서를 통해서 장면에 상기 최소한 한 개의 장애물이 있는지 여부를 판단하며, 장면에 최소한 한 개의 장애물이 있으면 촬영 장치는 이 장면을 촬영하고 최소한 한 개의 기초 영상을 수신기로 출력하는 (B1) 단계를 포함하는 선박 보조 교정 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 (B1) 단계에 더 나아가서 프로세서를 통해서 장면 중에서 판독한 최소한 한 개의 장애물이 미리 설정된 조건을 충족시키는지 여부를 확정하고, 최소한 한 개의 장애물이 미리 설정된 조건을 충족시킬 경우, 상기 장면에 근거하여 상응하는 최소한 한 개의 기초 영상을 생성하는 (B11) 단계를 포함하는 선박 보조 교정 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    (C) 단계에서 프로세서로 (C1) 단계에서(C3) 단계까지 수행하며,
    (C1) 단계는 상기 최소한 한 개의 기계가 읽을 수 있는 그리드에 촬영 장치를 대표하는 첫째 참고점을 설정하고, 첫째 참고점에 근거하여 기계가 읽을 수 있는 그리드에 수상 선박의 두 개의 상대적 끝점을 표시하는 둘째 참고점을 설정하며,
    (C2) 단계는 상기 최소한 한 개의 기초 영상 중 최소한 한 개의 장애물 영상의 특징점을 최소한 한 개의 기계가 읽을 수 있는 그리드의 상응하는 목표점으로 맵핑하며, 및
    (C3) 단계는 상기 최소한 한 개의 둘째 참고점과 첫째 참고점, 그리고 최소한 한 개의 목표점의 간격 거리에 근거해서 계산을 실시하고 최소한 한 개의 장애물 영상의 거리 파라미터를 취득하며, 모든 장애물 영상의 거리 파라미터 정의를 완성할 때까지 (C1) 단계와 (C2) 단계를 반복 수행하는 선박 보조 교정 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    (D) 단계에서 상기 프로세서가 최소한 한 개의 탐지 데이터의 첫째 요동 계수가 첫째 한계 값보다 큰지, 그리고 둘째 요동 계수가 둘째 한계 값보다 큰지 여부를 판단하며, 만약 첫째 요동 계수와 둘째 요동 계수 중 어느 하나가 상응하는 한계 값보다 높을 경우, 상기 최소한 한 개의 영상의 모든 거리 파라미터에 대해 교정 처리를 해야 하는 (D1) 단계, 및 상기 프로세서가 첫째 요동 계수와 둘째 요동 계수를 사용해서 교정 파라미터를 제공하는 (D2) 단계를 포함하는 선박 보조 교정 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    (D) 단계에서 선택적으로 (D1) 단계와 (D2) 단계 사이에 프로세서가 상기 최소한 한 개의 탐지 데이터에 근거하여 첫째 요동 계수 또는 둘째 요동 계수의 지속 시간이 허용 수치를 초과하는지 여부를 판단하며, 만약 지속 시간이 허용 수치를 초과하지 않을 경우, 상기 최소한 한 개의 거리 파라미터를 교정하지 않는 (D3) 단계를 실행한 다음 계속해서 (F) 단계를 수행하는 선박 보조 교정 방법.
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