KR102587291B1 - 무인운항선박 오토파일럿시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 무인운항선박 오토파일럿시스템은, 주변 선박의 운항정보를 실시간으로 송수신하는 선박자동식별부, 상기 선박자동식별부에 의해 제공되는 상기 주변 선박의 운항정보와 자선의 운항정보를 분석하여 상기 주변 선박의 자선으로의 승선가능성에 따른 위험성을 판단하여 위험정보를 생성하는 위험정보 생성부, 상기 위험정보에 따라 활성화되어, 상기 주변 선박으로부터 자선으로의 승선 시 영상촬영을 통해 승선인원을 식별하는 영상분석부, 및 상기 영상분석부에 의해 승선인원이 식별되면, 최단거리의 안전수역으로 자율진입하도록 하는 자율운항부를 포함한다.
Description
본 발명은 무인운항선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해적의 승선시, 외부제어를 차단하면서 최단거리의 안전수역으로 자율운항하도록 하여 무인운항선박의 피랍시에도 해적으로부터 화물과 자선을 최단시간에 안전하게 회수할 수 있는, 무인운항선박 오토파일럿시스템에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 무인운항선박은 항해사를 대체한 자동항로결정 시스템에 의해 미리 설정된 항로에 의해 목적지로 운항한다.
이와 관련하여, 대양을 운항하는 무인운항선박이 급격한 날씨변화 또는 장거리 운항시에 발생하는 다양한 변수를 적용하여 항로를 변경하는 관련선행기술로서, 한국공개특허공보 제2017-0111242호가 개시되어 있는데, 전술한 종래기술에 의한 기상 정보를 활용한 무인운항선박용 자동 항로 변경장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기상정보를 분석하여 항로의 재계산 여부를 판단하는 항로 재계산 판단부(100)와, 항로 재계산 조건 테이블에 포함된 변경조건을 충족하는 경로 중 최단경로를 계산하는 최단경로 결정부(200)와, 항로 변경 승인 요청 및 요청에 대한 응답을 수신하는 항로변경 승인부(300)와, 현재 항해중인 항로를 변경하는 항로 변경부(400)를 포함하여서, 기상 급변시 자동항로변경으로 해양사고를 예방한다.
한편, 인도양을 항해하는 대형 화물선이 공해상에서 해적으로부터 공격받거나 납치되는 국제적인 문제가 이슈화되고 있으나, 국제해사국(IMB;International Maritime Bureau)의 해적대비장비 비치의 조언에 그치는 정도로 국제사회차원에서 아직 근원적인 해결책이 제시되지 못하고 있다.
이에 따라, 기상 급변시 항로변경 이외에, 자선으로 접근하는 해적선 또는 위험선박을 식별할 수 있고, 해적의 승선에 따른 피랍시에도 안전수역으로 항로를 변경시켜서 화물과 무인운항선박을 회수할 수 있는 기술개발이 요구된다.
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 무인운항선박으로 접근하는 해적선과 같은 위험선박을 식별하고 해적의 승선에 따른 피랍시에도 안전수역으로 항로를 변경시켜 자율운항하도록 하여 무인운항선박을 안전하게 회수할 수 있는, 무인운항선박 오토파일럿시스템을 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인운항선박 오토파일럿시스템은, 주변 선박의 운항정보를 실시간으로 송수신하는 선박자동식별부, 상기 선박자동식별부에 의해 제공되는 상기 주변 선박의 운항정보와 자선의 운항정보를 분석하여 상기 주변 선박의 자선으로의 승선가능성에 따른 위험성을 판단하여 위험정보를 생성하는 위험정보 생성부, 상기 위험정보에 따라 활성화되어, 상기 주변 선박으로부터 자선으로의 승선 시 영상촬영을 통해 승선인원을 식별하는 영상분석부, 및 상기 영상분석부에 의해 승선인원이 식별되면, 최단거리의 안전수역으로 자율진입하도록 하는 자율운항부를 포함한다.
또한, 상기 위험정보 생성부는, 상기 선박자동식별부에 의해 제공되는 상기 주변 선박의 운항정보를 분석하여 기 설정된 거리 이내로 접근하는 주변 선박을 모니터링하고, 상기 기 설정된 거리 이내로 접근하는 선박 중 기 설정된 시간이상 지속적으로 자선으로 접근하는 주변 선박을 위험선박으로 분류하고, 상기 위험선박의 승선가능성에 따른 위험성을 판단하여 위험정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 영상분석부는, 상기 위험정보에 따라 활성화되어, 상기 위험선박을 지속적으로 추종하도록 하며, 상기 위험선박의 승선가능성이 높은 영역을 영상촬영하고, 승선 시 촬영된 이미지 또는 영상을 분석하여 승선인원을 식별하고, 상기 자율운항부는, 상기 영상분석부에 의해 승선인원이 식별되면, 종전항로를 변경하여 최단거리의 안전수역으로의 최적항로정보를 생성하고, 상기 최적항로정보에 따라 운항제어시스템을 제어하여 안전수역으로 자율진입하도록 할 수 있다.
또한, 상기 자율운항부는, 승선인원 식별되면 상기 운항제어시스템의 외부제어를 비활성화시키고, 최단거리에 위치하는 항구로의 최적항로정보를 생성하거나, 최단거리에 위치하는 군함 또는 해경선과의 접선가능수역으로의 최적항로정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 자율운항부는, 기상정보와 보유연료정보에 따른 운항가능범위 및 운항가능시간을 산출하며 상기 운항가능범위 및 운항가능시간 내의 최단거리에 위치하는 항구로의 최적항로정보를 생성하거나, 최단거리에 위치하는 군함 또는 해경선과의 접선가능수역으로의 최적항로정보를 생성하고, 상기 운항제어시스템은 상기 최적항로정보에 따라 자율운항 할 수 있다.
또한, 상기 자율운항부는, 상기 운항가능범위 및 운항가능시간 내의 최단거리에 위치하는 항구, 군함 또는 해경선에 상기 위험정보 생성부로부터 생성된 상기 위험정보 및 상기 영상분석부에 의해 식별된 승선인원정보 중 어느 하나 이상을 제공할 수 있다.
또한, 상기 영상분석부는, 이미지 또는 영상으로부터 유효객체의 움직임과 이동을 추종하면서 인식하여 승선인원수를 식별할 수 있다.
또한, 상기 영상분석부는, 열영상, 적외선, 레이저, 또는 음파를 이용하여 위험선박의 승선인원을 식별할 수 있다.
또한, 상기 위험정보 생성부는, 선박운항시스템의 자선 운항정보와 상기 선박자동식별부에 의한 기 설정된 거리 이내의 주변 선박의 운항정보를 기초로, 예상운항경로 중첩여부를 판단하여 상기 위험선박의 승선가능성과 승선가능추정시간을 포함하는 위험정보를 생성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 해적의 승선시, 기상정보와 보유연료정보를 분석하여 최단거리의 안전수역으로 항로를 변경하여 즉시 자율운항하도록 하여서, 무인운항선박의 피랍시에도 해적으로부터 화물과 선박을 최단시간에 안전하게 회수할 수 있는 효과가 있다.
또한, 무인운항선박으로 승선한 해적의 승선인원 식별 시, 운항제어시스템의 외부제어를 비활성화시켜서 승선한 해적에 의한 자의적인 항로변경을 차단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 기상 정보를 활용한 무인운항선박용 자동 항로 변경장치를 예시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 무인운항선박 오토파일럿시스템의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 무인운항선박 오토파일럿시스템의 운항항로 설정을 예시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 무인운항선박 오토파일럿시스템의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 무인운항선박 오토파일럿시스템의 운항항로 설정을 예시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 무인운항선박 오토파일럿시스템의 개략적인 구성을 나타낸 것이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 무인운항선박 오토파일럿시스템의 운항항로 설정을 예시한 것이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 무인운항선박 오토파일럿시스템은, 전체적으로, 주변 선박의 운항정보를 실시간으로 송수신하는 선박자동식별부(110)와, 선박자동식별부에 의해 제공되는 주변 선박의 운항정보와 자선의 운항정보를 분석하여 주변 선박의 자선으로의 승선가능성에 따른 위험성을 판단하여 위험정보를 생성하는 위험정보 생성부(120)와, 이러한 위험정보에 따라 활성화되어 주변 선박으로부터 자선으로의 승선 시 영상촬영을 통해 승선인원을 식별하는 영상분석부(130)와, 영상분석부(130)에 의해 승선인원이 식별되면, 최단거리의 안전수역으로 자율진입하도록 하는 자율운항부(140)로 구성되어, 해적의 승선시, 외부제어를 차단하면서 최단거리의 안전수역으로 자율운항하도록 할 수 있다.
우선, 선박자동식별부(110)는 주변 선박의 운항정보를 실시간으로 송수신한다. 상기 선박자동식별부(110)는 레이더(111)와 연동하여서, 선박간 또는 선박과 육해상 관제소간 송수신을 행하며, 이를 통해 선박의 운항정보를 포함하여 안전에 관련된 다양한 정보를 실시간으로 송수신한다. 이러한 정보에는 선박명, 선박의 종류, 위치정보, 진행속도정보, 진행방향정보 등이 포함될 수 있다.
다음, 위험정보 생성부(120)는, 선박자동식별부(110)에 의해 제공되는 주변 선박의 운항정보를 분석하여 기 설정된 거리 이내로 접근하는 주변 선박을 모니터링하고, 기 설정된 거리 이내로 접근하는 선박 중 기 설정된 시간이상 지속적으로 자선으로 접근하는 주변 선박을 위험선박으로 분류하고, 이러한 위험선박의 승선가능성에 따른 위험성을 판단하여 위험정보를 생성한다.
예컨대, 전자해도장치(121)로부터 제공되는 정보를 통해 자선이 해적선 등의 출몰이 빈번한 위험수역으로 진입한 상황에서, 소형해적선이 기 설정된 거리 이내에서 기 설정된 시간이상 지속적으로 접근하면, 위험정보 생성부(120)는 해적선이 자선으로 승선가능성이 있는 것으로 판단하여 그 위험성에 따라 위험정보를 생성한다. 즉, 위험정보 생성부(120)는, 선박운항시스템(122)의 자선 운항정보와 선박자동식별부(110)에 의한 기 설정된 거리 이내의 주변 선박의 운항정보를 기초로, 예상운항경로 중첩여부를 판단하여 상기 위험선박의 승선가능성과 승선가능추정시간을 포함하는 위험정보를 생성할 수 있다.
다음, 영상분석부(130)는, 위험정보에 따라 활성화되어, 위험선박을 지속적으로 추종하도록 하며, 승선가능성이 높은 영역을 집중적으로 영상촬영하고, 승선 시 촬영된 이미지 또는 영상을 분석하여 승선인원을 식별한다.
예컨대, 영상분석부(130)는, 열영상 감시카메라(TOD;Thermal Observation Device), 적외선 카메라, 레이저, 또는 음파를 이용하여, 위험선박의 승선인원을 식별하는데, 이미지 또는 영상으로부터 주변사물과 구별되는 유효객체의 움직임과 이동을 추종하면서 형태와 동작을 구분 인식하여 정확한 승선인원수를 식별할 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이, 위험정보 생성부(120)에 의한 위험정보 및/또는 영상분석부(130)에 의한 피랍시 승선정보를 안전수역의 항구, 군함 또는 해경선으로 위성통신을 통해 제공할 수도 있다.
다음, 자율운항부(140)는, 영상분석부(130)에 의해 승선인원이 식별되면, 종전항로를 변경하여 최단거리의 안전수역으로의 최적항로정보를 생성하고, 생성된 최적항로정보에 따라 운항제어시스템을 제어하여 안전수역으로 자율진입하도록 할 수 있다. 구체적으로 자선의 운항정보, 전자해도장치로부터 제공되는 해도정보, 기상정보, 자선이 보유하고 있는 보유연료정보 등을 분석하여, 최초 설정된 항로 또는 종전항로를 변경하여 최단거리의 안전수역으로의 최적항로정보를 생성하고, 최적항로정보에 따라 엔진제어와 항해유도와 자세제어를 수행하는 운항제어시스템(141)을 제어하여 안전수역으로 자율운항하여 진입하도록 한다.
여기서, 자율운항부(140)는, 승선인원 식별시, 운항제어시스템(141)의 외부제어를 비활성화시키면서, 최단거리에 위치하는 항구로의 최적항로정보를 생성하거나, 최단거리에 위치하는 군함 또는 해경선과의 접선가능수역으로의 최적항로를 생성할 수 있다.
즉, 자율운항부(140)는 소형해적선으로부터 승선한 해적에 의한 운항제어시스템(141)의 강제적 제어가 불가능하도록 외부제어를 비활성시켜서, 자율운항은 활성화되지만 외부통제가 불가능하도록 한다.
구체적으로, 자율운항부(140)는, 기상정보와 보유연료정보에 따른 운항가능범위와 운항가능시간을 산출하며 운항가능범위와 운항가능시간 내의 최단거리에 위치하는 안전수역 즉, 최단거리에 위치하는 항구로의 최적항로정보를 생성하거나, 최단거리에 위치하는 군함 또는 해경선과의 접선가능수역으로의 최적항로정보를 생성한다. 항구로부터의 진입허가정보를 수신하거나 군함 또는 해경선으로부터의 접선허가정보를 수신하고, 운항제어시스템(141)에 의해 자율운항하여 안전수역으로 진입하여 항구의 안전요원 또는 군함과 해경선으로부터 구조작업이 안전하게 수행될 수 있다.
또한, 영상분석부(130)에 의해, 승선인원 식별된 이후 기 설정된 시간 동안 승선인원이 식별되지 않으면 식별오류로 인식하여 자율운항부(140)는, 운항제어시스템(141)에 의해 최초 운항항로로 재진입하도록 할 수 있다.
전술한 바와 같은 무인운항선박 오토파일럿시스템의 구성에 의해서, 해적의 승선 시, 기상정보와 보유연료정보를 분석하여 최단거리의 안전수역으로 항로를 변경하여 즉시 자율운항하도록 하여서, 무인운항선박의 피랍시에도 해적으로부터 화물과 자선을 최단시간에 안전하게 회수할 수 있고, 자선으로의 승선인원 식별시, 운항제어시스템의 외부제어를 비활성화시켜서 승선한 해적에 의한 자의적인 항로변경을 차단할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 선박자동식별부 111 : 레이더
120 : 위험정보 생성부 121 : 전자해도장치
122 : 선박운항시스템 130 : 영상분석부
140 : 자율운항부 141 : 운항제어시스템
120 : 위험정보 생성부 121 : 전자해도장치
122 : 선박운항시스템 130 : 영상분석부
140 : 자율운항부 141 : 운항제어시스템
Claims (9)
- 주변 선박의 운항정보를 실시간으로 송수신하는 선박자동식별부;
상기 선박자동식별부에 의해 제공되는 상기 주변 선박의 운항정보와 자선의 운항정보를 분석하여 상기 주변 선박의 자선으로의 승선가능성에 따른 위험성을 판단하여 위험정보를 생성하는 위험정보 생성부;
상기 위험정보에 따라 활성화되어, 상기 주변 선박으로부터 자선으로의 승선 시 영상촬영을 통해 승선인원을 식별하는 영상분석부; 및
상기 영상분석부에 의해 승선인원이 식별되면, 최단거리의 안전수역으로 자율진입하도록 하는 자율운항부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운항선박 오토파일럿시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 위험정보 생성부는, 상기 선박자동식별부에 의해 제공되는 상기 주변 선박의 운항정보를 분석하여 기 설정된 거리 이내로 접근하는 주변 선박을 모니터링하고, 상기 기 설정된 거리 이내로 접근하는 선박 중 기 설정된 시간이상 지속적으로 자선으로 접근하는 주변 선박을 위험선박으로 분류하고, 상기 위험선박의 승선가능성에 따른 위험성을 판단하여 위험정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 무인운항선박 오토파일럿시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 영상분석부는, 상기 위험정보에 따라 활성화되어, 상기 위험선박을 지속적으로 추종하도록 하며, 상기 위험선박의 승선가능성이 높은 영역을 영상촬영하고, 승선 시 촬영된 이미지 또는 영상을 분석하여 승선인원을 식별하고,
상기 자율운항부는, 상기 영상분석부에 의해 승선인원이 식별되면, 종전항로를 변경하여 최단거리의 안전수역으로의 최적항로정보를 생성하고, 상기 최적항로정보에 따라 운항제어시스템을 제어하여 안전수역으로 자율진입하도록 하는 것을 특징으로 하는 무인운항선박 오토파일럿시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 자율운항부는, 승선인원 식별되면 상기 운항제어시스템의 외부제어를 비활성화시키고,
최단거리에 위치하는 항구로의 최적항로정보를 생성하거나, 최단거리에 위치하는 군함 또는 해경선과의 접선가능수역으로의 최적항로정보를 생성하는 것을 특징으로 하는, 무인운항선박 오토파일럿시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 자율운항부는, 기상정보와 보유연료정보에 따른 운항가능범위 및 운항가능시간을 산출하며 상기 운항가능범위 및 운항가능시간 내의 최단거리에 위치하는 항구로의 최적항로정보를 생성하거나, 최단거리에 위치하는 군함 또는 해경선과의 접선가능수역으로의 최적항로정보를 생성하고,
상기 운항제어시스템은 상기 최적항로정보에 따라 자율운항하는 것을 특징으로 하는 무인운항선박 오토파일럿시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 자율운항부는, 상기 운항가능범위 및 운항가능시간 내의 최단거리에 위치하는 항구, 군함 또는 해경선에 상기 위험정보 생성부로부터 생성된 상기 위험정보 및 상기 영상분석부에 의해 식별된 승선인원정보 중 어느 하나 이상을 제공하는 것을 특징으로 하는 무인운항선박 오토파일럿시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 영상분석부는, 이미지 또는 영상으로부터 유효객체의 움직임과 이동을 추종하면서 인식하여 승선인원수를 식별하는 것을 특징으로 하는 무인운항선박 오토파일럿시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 영상분석부는, 열영상, 적외선, 레이저, 또는 음파를 이용하여 위험선박의 승선인원을 식별하는 것을 특징으로 하는 무인운항선박 오토파일럿시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 위험정보 생성부는, 선박운항시스템의 자선 운항정보와 상기 선박자동식별부에 의한 기 설정된 거리 이내의 주변 선박의 운항정보를 기초로, 예상운항경로 중첩여부를 판단하여 상기 위험선박의 승선가능성과 승선가능추정시간을 포함하는 위험정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 무인운항선박 오토파일럿시스템.
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