KR102617982B1 - 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템 - Google Patents
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Abstract
기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템이 개시된다. 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템은, 자율운항선박에서 인접한 국가의 기상정보 제공 서버에 접속하여, 자율운항선박이 위치하는 영역으로부터, 기 설정된 항해경로를 따라 항해 예정인 경로가 위치하는 영역의 기상정보를 수신하는 통신 장치, 기상정보를 모니터링하여, 기 설정된 항해경로가 포함되는 각 지역의 기상상황을 확인하고, 항해 위험 영역을 도출하는 모니터링 장치, 기 설정된 항해경로를 기반으로 항해 위험 영역을 미리 설정된 안전거리 이상으로 회피하는 복수의 후보 항해경로를 생성하고, 생성된 복수의 후보 항해경로 중에서 자율운항선박의 연료 소모량을 최소화하는 후보 항해경로를 선택하여 변경 항해경로를 결정하는 내비게이션 장치 및 변경 항해경로에 따라 자율운항선박이 항해하도록 제어하는 자율운항 장치를 포함한다.
Description
본 발명은 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템에 관한 것이다.
자율운항선박은 선원 없이 자동으로 정해진 경로를 항해하고, 필요한 경우, 원격 조종 통제 센터에서 항해 및 기관부(예를 들면, 엔진, 방향타 장치)를 제어할 수 있는 선박을 말한다. 이를 위하여, 지상에는 자율운항선박을 원격으로 조종하기 위한 원격 조종 통제 센터가 필요하며, 기술적인 문제 및 법적인 문제 등의 해결을 위하여 원격 조종 통제 센터에서는 선장 및 기관장이 직접 지휘 통솔을 수행해야 한다.
일반적으로, 자율운항선박은 기 결정된 항로를 기반으로 운행된다. 보통, 항해사가 탑승하는 선박에서는 항해사가 항로 설정을 변경할 수 있지만, 자율운항선박은 이를 항해사 대신에 처리하기 위한 별도의 자동 항로 결정 시스템이 요구된다. 자동 항로 결정 시스템에서 제시하는 항로는 자율운항선박 내의 시스템에서 자동으로 즉시 적용하는 방식과 네트워크로 연결된 선박 관리 서버에 연결하여 중앙집중적인 관리하에 결정된 후 적용하는 방식이 함께 활용될 수 있도록 구성되어 있다.
그러나, 자동 항로 결정 시스템을 사용함에 있어서 장거리 운행 중 지역의 날씨 변화 또는 이상 기후 등이 발생하는 경우, 기 결정된 항로를 우회하여야 하는 일들이 발생할 수 있어서, 자율운항선박을 장거리에 활용하기 어려운 점이 존재한다.
자율운항선박은 정해진 항로를 기반으로 운행되는데, 급격한 날씨 변화 또는 장거리 운행시에 발생하는 여러 변수를 적용하여 항로를 변경함으로써, 필요에 따라 자동으로 항로를 재설정하는 기술이 요구된다.
본 발명은 자율운항선박이 기 설정된 최적 항해경로에 따라 항해하면서 항해경로 상의 기상상황을 확인하고, 확인된 기상상황에 따라 항해경로를 재설정하는 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 항해 중인 자율운항선박을 위한 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템은, 상기 자율운항선박에서 인접한 국가의 기상정보 제공 서버에 접속하여, 상기 자율운항선박이 위치하는 영역으로부터, 기 설정된 항해경로를 따라 항해 예정인 경로가 위치하는 영역의 기상정보를 수신하는 통신 장치, 상기 기상정보를 모니터링하여, 상기 기 설정된 항해경로가 포함되는 각 지역의 기상상황을 확인하고, 항해 위험 영역을 도출하는 모니터링 장치, 상기 기 설정된 항해경로를 기반으로 상기 항해 위험 영역을 미리 설정된 안전거리 이상으로 회피하는 복수의 후보 항해경로를 생성하고, 상기 생성된 복수의 후보 항해경로 중에서 상기 자율운항선박의 연료 소모량을 최소화하는 후보 항해경로를 선택하여 변경 항해경로를 결정하는 내비게이션 장치 및 상기 변경 항해경로에 따라 상기 자율운항선박이 항해하도록 제어하는 자율운항 장치를 포함한다.
상기 모니터링 장치는, 상기 기상정보를 확인하여, 상기 기 설정된 항해경로가 포함되는 지역 중에서 풍속, 파고 및 강우량 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준치를 초과하는 지역 및 태풍 발생 지역을 항해 위험 영역으로 도출한다.
상기 모니터링 장치는 파고 센서 및 바람 센서를 통해 실시간 수집되는 현재 위치에서의 파고 및 풍속이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우, 현재 상기 자율운항선박이 위치하는 지역을 상기 항해 위험 영역으로 도출한다.
상기 내비게이션 장치는, 상기 모니터링 장치로부터 상기 기상정보를 제공받고, 상기 제공된 기상정보 중 상기 복수의 후보 항해경로가 포함되는 각 지역의 풍향, 풍속, 파고, 파향, 조류 방향 및 조류 속도를 이용하여, 각 지역별로 상기 자율운항선박이 바람, 파도 및 조류로부터 받는 저항 정도를 도출하고, 상기 도출된 저항 정도가 최소인 지역을 가장 많이 포함하는 후보 항해경로를 상기 변경 항해경로로 결정한다.
본 발명의 실시예에 따른 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템은, 자율운항선박이 기 설정된 최적 항해경로에 따라 항해하면서 항해경로 상의 기상상황을 확인하고, 확인된 기상상황에 따라 항해경로를 재설정함으로써, 자율운항선박을 안전하게 운행시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템의 동작 방법을 예시하여 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템의 동작 방법을 예시하여 나타낸 흐름도.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템은, 통신 장치(110), 센서 장치(120), 모니터링 장치(130), 내비게이션 장치(140) 및 자율운항 장치(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 자율운항선박(100)에 탑재될 수 있다.
여기서, 모니터링 장치(130)는 네트워크 연결 가능한 서버를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 서버는 자율운항선박(100)의 설비를 제어 및 관리하는 기능을 수행하거나, 자율운항선박(100)의 운항을 지원하는 기능을 수행할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 장치(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 명세서에서 서버란 본 발명의 실시예에 따른 항로 변경 방법을 수행하는 컴퓨팅 디바이스로서, 하나 또는 둘 이상의 물리적 개체일 수 있다. 서버가 복수의 물리적 개체로 나뉘어 구현될 때, 각각의 물리적 개체의 관리 주체는 서로 상이할 수 있다. 서버에는 각각의 데이터베이스에 대응되는 정보를 저장하는 소프트웨어 및 하드웨어의 기능적 구조적 결합을 의미하는 DB가 포함될 수 있으며, DB는 적어도 하나의 테이블로 구현될 수도 있으며, 데이터베이스에 저장된 정보를 검색, 저장, 및 관리하기 위한 별도의 DBMS(Database Management System)을 더 포함할 수도 있다. 또한, 링크드 리스트(linked-list), 트리(Tree), 관계형 데이터베이스의 형태 등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 데이터베이스에 대응되는 정보를 저장할 수 있는 모든 데이터 저장매체 및 데이터 구조를 포함한다.
다시, 도 1을 참조하면, 자율운항선박(100)에는 통신 장치(110), 센서 장치(120), 모니터링 장치(130), 내비게이션 장치(140) 및 자율운항 장치(150)를 포함하는 실시간 항로 변경 시스템이 설치될 수 있다.
통신 장치(110)는 다른 자율운항선박 또는 육상의 통신 가능한 각종 장치들과 통신을 수행한다. 예를 들어, 통신 장치(110)는 CDMA, 위성통신, LTE, RF통신 등과 같은 다양한 통신매체를 포함할 수 있다.
특히, 통신 장치(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 육상에서 선박들의 항해를 지원하는 육상관제센터의 서버, 기상정보를 제공하는 기상청 서버 등과 같은 기상정보 제공 서버(200)와 통신을 수행하여 기상정보를 수신할 수 있다. 여기서, 기상정보는 실시간 기상 정보 및 미래의 기상 예측 정보를 포함할 수 있으며, 특히, 해당 선박이 위치하는 해상 영역의 파고, 날씨 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 통신 장치(110)는 항해 중인 자율운항선박(100)에서 가장 인접한 국가의 기상정보 제공 서버(200)에 접속하여, 자율운항선박(100)이 위치하는 영역으로부터 설정된 항해경로를 따라 미래에 항해 예정인 경로가 위치하는 영역의 기상정보를 수신할 수 있다.
센서 장치(120)는 주변환경의 상태를 측정하기 위한 각종 센서를 포함할 수 있으며, 각종 센서에 의하여 측정되는 센싱 정보를 모니터링 장치(130)로 전송할 수 있다.
즉, 센서 장치(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 자동선박식별장치(AIS: Automatic Identification System)(121), 레이더(RADAR)(122), 파고 센서(123), 바람 센서(124), 위치 센서(125) 및 연료 센서(126)를 포함할 수 있다.
자동선박식별장치(121)는 다른 선박들의 항적 데이터인 AIS 데이터를 수신하여 수집한다. 여기서, AIS 데이터는 정적(static) 정보와 동적(dynamic) 정보로 구성되며, 정적 정보는 선명, 선박의 제원, 목적지 등을 포함하고, 동적 정보는 선박의 현재 위치 및 침로, 속도 등의 운항정보를 포함한다.
레이더(122)는 주변 선박들의 위치를 측정한다.
파고 센서(123)는 주변 해양의 파고를 측정한다.
바람 센서(124)는 주변 해양의 풍속 및 풍향을 측정한다.
위치 센서(125)는 자율운항선박(100)의 현재 위치를 측정하며, 이동 중인 경우, 측정되는 실시간 현재 위치로부터 이동방향 및 이동속도를 측정한다. 예를 들어, 위치 센서(125)는 GPS(Global Positioning System) 장치일 수 있다.
연료 센서(126)는 자율운항선박(100)에 저장된 연료량을 측정한다.
그리고, 센서 장치(120)는 연료량을 측정하는 연료 센서(126) 외에도, 자율운항선박(100)의 각종 설비에 설치되어 각종 설비의 상태를 측정하는 각종 센서를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 자율운항선박(100)의 설비는 선박의 추진계통의 장치들로서, 디젤엔진, 가스터빈, 감속기, 발전기, 추진기 등을 포함할 수 있다. 그리고, 각 장치에는, 온도, 압력, 전류, 전압, 분당 회전수(rpm) 등을 측정하는 센서가 장착될 수 있다. 또한, 자율운항선박(100)의 설비는 자율운항선박(100)의 방향을 조종하기 위한 조타기(Steering Gear), 선교항해기기 등과 같은 운항장비를 포함할 수 있다. 그리고, 선박기관의 감시제어시스템(AMS: Alarm Monitoring and Control System), 경사계, 화재감지 센서(연기감지 센서, 열감지 센서, 가스감지 센서 등), 방화문 및 수밀문의 개폐감지 센서, 연료유 유출감지 센서, 탱크 수위감지 센서 등과 같은 센서가 운항장비에 설치될 수 있다.
이와 같은 각종 센서들이 측정한 센싱 정보는 모니터링 장치(130)로 전송될 수 있다.
모니터링 장치(130)는 통신 장치(110)를 통해 기상정보 제공 서버(200)로부터 기상정보를 수집하여 모니터링하고, 센서 장치(120)로부터 센서 데이터를 수신하여 모니터링한다.
즉, 모니터링 장치(130)는 통신 장치(110)를 통해, 항해 중인 자율운항선박(100)에서 가장 인접한 국가의 기상정보 제공 서버(200)에 접속하고, 접속된 기상정보 제공 서버(200)로부터 자율운항선박(100)이 위치하는 영역으로부터 미리 설정된 항해경로를 따라 미래에 항해 예정인 경로가 위치하는 영역의 기상정보를 획득하고, 획득된 기상정보를 모니터링할 수 있다.
그리고, 모니터링 장치(130)는 획득된 기상정보를 모니터링하여, 설정된 항해경로가 포함되는 각 지역의 기상상황을 확인하고, 항해 위험 영역을 도출한다.
예를 들어, 모니터링 장치(130)는 획득된 기상정보를 확인하여, 항해경로가 포함되는 지역이 풍속, 파고, 강우량 등이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우, 해당 지역을 항해 위험 영역으로 판단할 수 있다. 또한, 모니터링 장치(130)는 태풍 발생 지역을 항해 위험 영역으로 판단할 수 있다.
모니터링 장치(130)는 항해 위험 영역이 도출되면, 자율운항선박(100)이 도출된 항해 위험 영역을 우회하여 항해하도록 제어한다.
즉, 모니터링 장치(130)는 내비게이션 장치(140)가 기 설정된 항해경로를 항해 위험 영역을 우회하는 항해경로로 변경하고, 자율운항 장치(150)에 의하여 변경된 항해경로에 따라 자율운항선박(100)이 항해하도록 제어할 수 있다.
이를 위하여, 모니터링 장치(130)는 항해 위험 영역이 도출되면, 기 설정된 항해경로를 항해 위험 영역을 우회하는 항해경로로 변경하라는 항해경로 변경 명령을 내비게이션 장치(140)로 전달할 수 있다.
또한, 모니터링 장치(130)는 센서 장치(120)의 파고 센서(123) 및 바람 센서(124)를 통해 실시간 수집되는 현재 위치에서의 파고 및 풍속이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우, 현재 자율운항선박(100)이 위치하는 지역을 항해 위험 영역으로 판단할 수 있다. 이 경우, 모니터링 장치(130)는 자율운항선박(100)이 현재 위치를 신속히 벗어나 항해하도록 제어할 수 있다. 즉, 모니터링 장치(130)는 기 설정된 항해경로를 자율운항선박(100)이 현재 위치를 벗어나는 항해경로로 변경하라는 항해경로 변경 명령을 내비게이션 장치(140)로 전달할 수 있다.
한편, 모니터링 장치(130)는 센서 장치(120)로부터 수신되는 자율운항선박(100)의 설비의 센서 데이터를 분석하여 자율운항선박(100)의 설비들의 상태를 모니터링하고, 자율운항선박(100)의 설비의 고장발생 여부를 판별한다.
즉, 모니터링 장치(130)는 수집된 설비의 센서 데이터 중 자율운항선박(100) 설비의 정상상태의 센서 데이터를 반복적으로 학습하고, 학습에 기초하여 정상상태의 예측 데이터를 산출하고 저장할 수 있다. 여기서, 모니터링 장치(130)는 센서별로 정의된 센서 데이터의 정상 범위를 이용하여 수집된 센서 데이터 중에서 정상상태의 센서 데이터를 선별할 수 있다.
그리고, 모니터링 장치(130)는 산출된 정상상태의 예측 데이터를 실시간 측정된 센서 데이터와 비교하여 자율운항선박(100)의 설비의 상태를 모니터링하고, 정상상태의 예측 데이터와 실시간 측정된 센서 데이터의 차이의 크기에 따라 이상현상을 감지하여 고장발생 여부를 판별할 수 있다.
예를 들어, 모니터링 장치(130)는 정상상태의 예측 데이터와 실시간 측정된 센서 데이터의 차이가 미리 설정된 허용치를 초과하여 일정시간 지속되는 경우, 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 허용치는 학습 모델을 생성하는 과정에서 정상상태의 센서 데이터를 통계 분석하여 설정될 수 있다.
내비게이션 장치(140)는 모니터링 장치(130)로부터 항해경로 변경 명령의 수신에 따라 기 설정된 항해경로를 항해 위험 영역을 회피하는 항해경로로 수정하여 변경 항해경로를 생성한다. 즉, 내비게이션 장치(140)는 기상상황을 고려하여 복수의 후보 항해경로를 생성한 후, 연료 소모량을 고려하여, 생성된 복수의 후보 항해경로 중에서 하나를 선택하여 변경 항해경로를 결정한다.
우선, 내비게이션 장치(140)는 기 설정된 항해경로를 기반으로 항해 위험 영역을 미리 설정된 안전거리 이상으로 회피하는 복수의 후보 항해경로를 생성할 수 있다. 이어, 내비게이션 장치(140)는 생성된 복수의 후보 항해경로 중에서 연료 소모량을 최소화하는 후보 항해경로를 선택하여 변경 항해경로를 결정할 수 있다.
예를 들어, 내비게이션 장치(140)는 모니터링 장치(130)로부터 기상정보를 제공받고, 제공된 기상정보 중 후보 항해경로가 포함되는 각 지역의 풍향, 풍속, 파고, 파향, 조류 방향 및 조류 속도를 이용하여 각 지역별로 자율운항선박(100)이 바람, 파도 및 조류로부터 받는 저항 정도를 도출하고, 도출된 저항 정도가 최소인 지역을 가장 많이 포함하는 후보 항해경로를 최종적으로 변경 항해경로로 결정할 수 있다. 여기서, 저항 정도는 후보 항해경로에 따른 자율운항선박(100)의 진행에 대한 바람, 파도 및 조류의 방해 정도일 수 있다. 그래서, 풍향, 파향 및 조류 방향이 자율운항선박(100)의 진행방향의 역방향에 근접하면서, 풍속, 파고 및 조류 속도가 증가할수록, 저항 정도가 증가할 수 있다.
그리고, 내비게이션 장치(140)는 최종적으로 결정된 변경 항해경로를 자율운항 장치(150)로 전달하여 자율운항선박(100)이 결정된 변경 항해경로를 따라 항해하도록 제어할 수 있다.
자율운항 장치(150)는 내비게이션 장치(140)로부터 전달받은 변경 항해경로에 따라 자율운항선박(100)의 속도 및 방향을 제어하여 자율운항선박(100)이 항해하도록 한다.
예를 들어, 자율운항 장치(150)는 자율운항선박(100)의 엔진 및 조타기를 조종하여 자율운항선박(100)의 속도 및 방향을 제어할 수 있다. 이때, 자율운항 장치(150)는 자율운항선박(100)의 주변 상황을 감시하는 센서 장치(120)를 이용하여 자율운항선박(100)이 주변의 선박이나 장애물을 회피하도록 자율운항선박(100)의 속도 및 방향을 제어할 수 있다. 여기서, 주변 상황을 감시하는 센서 장치(120)는, 자동선박식별장치(121)와 레이더(122)일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템의 동작 방법을 예시하여 나타낸 흐름도이다.
S210 단계에서, 자율 운항 장치(100)는 내비게이션 장치(140)로부터 전달받은 미리 설정된 최적의 항해 경로에 따라 자율운항선박(100)이 항해하도록 제어한다. 여기서, 내비게이션 장치(140)는 입력된 목적지까지의 최적의 항해 경로를 생성하거나, 사용자에 의하여 설정된 최적의 항해 경로를 입력받을 수도 있다. 예를 들어, 최적의 항해 경로는 현 위치와 목적지 사이의 해저 지형, 수심, 암초, 해양 구조물 등을 고려하여 생성될 수 있다.
S220 단계에서, 모니터링 장치(130)는 통신 장치(110)를 통해 기상정보 제공 서버(200)로부터 기상정보를 수집하여 모니터링한다.
즉, 모니터링 장치(130)는 통신 장치(110)를 통해, 항해 중인 자율운항선박(100)에서 가장 인접한 국가의 기상정보 제공 서버(200)에 접속하고, 접속된 기상정보 제공 서버(200)로부터 자율운항선박(100)이 위치하는 영역으로부터 미리 설정된 항해경로에 따라 앞으로 항해 예정인 경로가 위치하는 영역의 기상정보를 획득하고, 획득된 기상정보를 모니터링할 수 있다.
그리고, 모니터링 장치(130)는 획득된 기상정보를 모니터링하여, 설정된 항해경로가 포함되는 각 지역의 기상상황을 확인하고, 항해 위험 영역을 도출한다. 모니터링 장치(130)는 항해 위험 영역이 도출되면, 기 설정된 항해경로를 항해 위험 영역을 우회하는 항해경로로 변경하라는 항해경로 변경 명령을 내비게이션 장치(140)로 전달할 수 있다.
S230 단계에서, 내비게이션 장치(140)는 기상상황을 고려하여 복수의 후보 항해경로를 생성한다.
즉, 내비게이션 장치(140)는 기 설정된 항해경로를 기반으로 항해 위험 영역을 미리 설정된 안전거리 이상으로 회피하는 복수의 후보 항해경로를 생성할 수 있다.
S240 단계에서, 내비게이션 장치(140)는 연료 소모량을 고려하여, 생성된 복수의 후보 항해경로 중에서 하나를 선택하여 변경 항해경로를 결정한다.
즉, 내비게이션 장치(140)는 생성된 복수의 후보 항해경로 중에서 연료 소모량을 최소화하는 후보 항해경로를 선택하여 변경 항해경로를 결정할 수 있다.
그리고, 내비게이션 장치(140)는 최종적으로 결정된 변경 항해경로를 자율운항 장치(150)로 전달하여 자율운항선박(100)이 결정된 변경 항해경로를 따라 항해하도록 제어할 수 있다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 자율운항선박
110: 통신 장치
120: 센서 장치
130: 모니터링 장치
140: 내비게이션 장치
150: 자율운항 장치
200: 기상정보 제공 서버
110: 통신 장치
120: 센서 장치
130: 모니터링 장치
140: 내비게이션 장치
150: 자율운항 장치
200: 기상정보 제공 서버
Claims (4)
- 항해 중인 자율운항선박을 위한 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템에 있어서,
주변환경의 상태를 측정하기 위한 자동선박식별장치(AIS: Automatic Identification System), 레이더(RADAR), 파고 센서, 바람 센서, 위치 센서 및 연료 센서를 포함하고, 상기 자율운항선박의 설비에 설치되어 상기 설비의 상태를 측정하는 센서를 포함하는 센서 장치;
상기 자율운항선박에서 인접한 국가의 기상정보 제공 서버에 접속하여, 상기 자율운항선박이 위치하는 영역으로부터, 기 설정된 항해경로를 따라 항해 예정인 경로가 위치하는 영역의 기상정보를 수신하는 통신 장치;
상기 기상정보를 모니터링하여, 상기 기 설정된 항해경로가 포함되는 각 지역의 기상상황을 확인하고, 항해 위험 영역을 도출하는 모니터링 장치;
상기 기 설정된 항해경로를 기반으로 상기 항해 위험 영역을 미리 설정된 안전거리 이상으로 회피하는 복수의 후보 항해경로를 생성하고, 상기 생성된 복수의 후보 항해경로 중에서 상기 자율운항선박의 연료 소모량을 최소화하는 후보 항해경로를 선택하여 변경 항해경로를 결정하는 내비게이션 장치; 및
상기 변경 항해경로에 따라 상기 자율운항선박이 항해하도록 제어하는 자율운항 장치를 포함하고,
상기 모니터링 장치는,
상기 기상정보를 확인하여, 상기 기 설정된 항해경로가 포함되는 지역 중에서 풍속, 파고 및 강우량 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준치를 초과하는 지역 및 태풍 발생 지역을 항해 위험 영역으로 도출하고, 기 설정된 항해경로를 항해 위험 영역을 우회하는 항해경로로 변경하라는 항해경로 변경 명령을 상기 내비게이션 장치로 전달하고,
상기 파고 센서 및 상기 바람 센서를 통해 실시간 수집되는 현재 위치에서의 파고 및 풍속이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우, 현재 상기 자율운항선박이 위치하는 지역을 상기 항해 위험 영역으로 도출하고, 기 설정된 항해경로를 상기 자율운항선박이 현재 위치를 벗어나는 항해경로로 변경하라는 항해경로 변경 명령을 상기 내비게이션 장치로 전달하고,
상기 센서 장치로부터 수신되는 상기 설비의 센서 데이터를 수집하고, 센서별로 정의된 센서 데이터의 정상 범위를 이용하여 상기 수집된 센서 데이터 중에서 정상상태의 센서 데이터를 선별하고, 상기 선별된 정상상태의 센서 데이터를 반복적으로 학습하고, 상기 학습에 기초하여 정상상태의 예측 데이터를 산출하고, 상기 산출된 정상상태의 예측 데이터를 실시간 측정된 센서 데이터와 비교하여 상기 설비의 상태를 모니터링하고, 정상상태의 예측 데이터와 실시간 측정된 센서 데이터의 차이의 크기에 따라 이상현상을 감지하여 고장발생 여부를 판별하고,
상기 내비게이션 장치는,
상기 모니터링 장치로부터 상기 기상정보를 제공받고, 상기 제공된 기상정보 중 상기 복수의 후보 항해경로가 포함되는 각 지역의 풍향, 풍속, 파고, 파향, 조류 방향 및 조류 속도를 이용하여, 각 지역별로 상기 자율운항선박이 바람, 파도 및 조류로부터 받는 저항 정도를 도출하고, 상기 도출된 저항 정도가 최소인 지역을 가장 많이 포함하는 후보 항해경로를 상기 변경 항해경로로 결정하는 것을 특징으로 하는 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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| KR1020210038080A KR102617982B1 (ko) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 기상 및 연료를 고려한 실시간 항로 변경 시스템 |
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