KR102660973B1 - 이동용 통합 항해 정보 제공 hmd - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이동용 통합 항해 정보 제공장치는, 머리 또는 안면에 착용 가능하도록 구성되며, 디스플레이부가 있는 헤드 디스플레이 본체; 헤드 디스플레이부에 탑재되며, 외부 상황을 포착하도록 구성된 카메라; 헤드 디스플레이부에 탑재되며, 음성이 입력되도록 구성된 마이크; 및 외부 기기나 네트워크에 접속되도록 헤드 디스플레이부에 탑재되며, 헤드 디스플레이부에 대한 디스플레이와 마이크에 입력되는 음성 명령을 처리하며, 선박의 항해를 안내하기 위한 전자 해도를 구현하도록 구성된 처리 단말부를 포함하며, 처리 단말부는 헤드 디스플레이부에 전자 해도를 인식 가능하게 표현하되, 카메라로부터 포착된 해상의 정보를 처리한 항해 정보를 카메라에 의해 포착된 해상의 실제 영상과 함께 증강 현실로 표시하는 포함한다.

Description

이동용 통합 항해 정보 제공 HMD{MOBILE HMD FOR PROVIDING INTEGRATION VOYAGE INFORMATION}
본 발명은 항해 정보의 제공기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 신체에 착용 가능한 이동용 통합 항해 정보 제공장치에 관한 것이다.
항해란 영리를 목적으로 선박을 운용하여 지구 위의 한 지점에서 다른 지점으로 선박을 안전하고 경제적으로 이동시키는 것을 말한다. 이러한 항해의 방법에는 천문을 보고 항해를 하는 천문항해와 주변의 지리 정보를 보고 항해하는 지문항해, 전파기기를 이용하여 항해를 하는 전파항해 등이 있다.
최근에는 해상의 항해에서 지리 정보가 구축되어 마련된 전자지도를 사용한다. 전자 지도는 GPS를 수신하여 지구 상에서 현재 위치를 표시하도록 구성된다.
이러한 전자 지도는 전자해도 표시정보시스템으로 구현된다. 종래 대형 선박에만 탑재되었던 전자해도 표시정보시스템(ECDIS: Electronic Chart Display and Information System)이 다양한 선박에 탑재되고 있다.
전자해도는 그 사용목적과 소형화 및 저가격화된 시스템에 맞추어져 적용되고 있다. 또한, 전자해도의 일부 기능만을 가지는 간이 전자해도 제작기술도 발전하고 있으며, 실제로 간이 전자해도를 적용한 디스플레이장치도 활발히 제작되고 있다.
기존의 전자해도 표시정보시스템은 주로 전자 해도만을 통해 선박의 경로정보 및 해양지리정보를 표시하였기에, 선박 항해자의 시야를 통해 인지되는 영상과는 상당한 차이가 있었다.
기존의 전자해도 표시정보시스템은, 단말기를 통하여 제공받을 수 있었으나, 이동용으로 사용하면서 쉽게 보면서 항해 조작을 함께 수행하기에는 무리가 있었다.
본 발명은 기존 전자해도 표시정보시스템의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 항해자의 시야를 통해 인지되는 영상을 반영하도록 구현하여 실제적인 통합 항해 정보를 제공하며, 착용이 용이하여 외부 상황과 전자 지도를 함께 인식하면서 항해 조작을 수행할 수 있는 이동용 통합 항해 정보 제공장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이동용 통합 항해 정보 제공장치는, 머리 또는 안면에 착용 가능하도록 구성되며, 디스플레이부가 있는 헤드 디스플레이 본체; 상기 헤드 디스플레이부에 탑재되며, 외부 상황을 포착하도록 구성된 카메라; 상기 헤드 디스플레이부에 탑재되며, 음성이 입력되도록 구성된 마이크; 및 외부 기기나 네트워크에 접속되도록 상기 헤드 디스플레이부에 탑재되며, 상기 헤드 디스플레이부에 대한 디스플레이와 상기 마이크에 입력되는 음성 명령을 처리하며, 선박의 항해를 안내하기 위한 전자 해도를 구현하도록 구성된 처리 단말부를 포함하며, 상기 처리 단말부는 상기 헤드 디스플레이부에 전자 해도를 인식 가능하게 표현하되, 상기 카메라로부터 포착된 해상의 정보를 처리한 항해 정보를 상기 카메라에 의해 포착된 해상의 실제 영상과 함께 증강 현실로 표시할 수 있다.
상기 처리 단말부는 상기 헤드 디스플레이 본체에 항해를 위한 항해 메뉴들을 표시하도록 구성될 수 있다.
상기 해상의 정보는, 파랑 정보 및/또는 해수 온도를 포함할 수 있다.
상기 해상의 정보는, 네트워크 통신을 통해 외부에서 입력되는 날씨 환경을 더 포함할 수 있다.
상기 헤드 디스플레이부, 카메라, 마이크 및 처리 단말부는 구글 글라스로 마련될 수 있다.
상기 카메라는 복수로서, 전방의 듀얼 카메라와 후방 카메라를 포함할 수 있다.
상기 처리 단말부는, 항해자의 머리 또는 시선이 향하는 방향을 인식하는 인식단계, 선박의 위치 및 상기 항해자의 머리 또는 시선방향에 따라 외부 지형에 관한 외부 지형 데이터베이스로부터 외부 영상 데이터를 정보를 수신하는 수신단계, 수신된 상기 외부 영상 데이터와 실제 외부 영상과의 일치를 조정하는 정합단계, 및 상기 정합단계를 통해 조정된 외부 영상 데이터의 정보를 실제 외부 영상의 위치인 헤드 디스플레이 본체를 통해 출력하는 출력단계를 포함하여 작동할 수 있다.
상기 처리 단말부는, 상기 수신단계에서 선박의 항해 위치에 따라 해도 데이터베이스로부터 해도를 수신하되, 내륙수로, 해저지형, 기상 및 해역 특성에 관한 정보를 포함하는 전자해도 표시시스템(ECDIS)으로부터 내륙수로, 해저지형, 기상 및 해역 특성 정보를 수신하며, AIS(선박자동식별장치)로부터 해상에 운항되는 타선박들의 정보를 수신하며, 상기 정합단계에서 선박의 레이더로부터 외부의 이동물체를 수신하여 실제 외부 영상과 이들 정보들의 표시위치가 일치하도록 정합단계에서 정합과정을 거치고, 상기 출력단계에서 헤드부 디스플레이를 통해 처리된 각종 정보들을 디스플레이하는 작동할 수 있다.
상기 처리 단말부는, 내륙수로, 해저지형, 기상 및 해역 특성에 관한 정보, 선박의 이동속도 및 항로, 타선박의 이송속도 및 항로, 및 이동물체의 이송속도 및 항로를 종합적으로 계산하여 선박이 항로 계획을 따라 항해할 경우 충돌 가능성이 있는지를 계산하는 계산단계를 더 포함하여 구현될 수 있다.
상기 처리 단말부는, 항해자가 미리 설정해 놓은 시간 간격에 따라 선박의 항해 시간에 따른 충돌 가능성을 예측하여 충돌이 예측되면, 항해자에게 알람 신호를 보내는 알람단계를 더 포함하여 구현될 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 따른 본 발명은, 항해자의 시야를 통해 인지되는 영상을 반영하도록 구현하여 실제적인 통합 항해 정보를 제공하며, 착용이 용이하여 외부 상황과 전자 지도를 함께 인식하면서 항해 조작을 수월하게 수행할 수 있는 이동용 통합 항해 정보 제공장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동용 통합 항해 정보 제공장치의 개념도이다.
도 2는 도 1의 블록도이다.
도 3은 도 2의 처리 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명은 전자 해도로부터 선택적으로 추출한 항해정보를 실제 현실과 중첩시켜 표시함으로써, 현실감 높은 항해정보를 제공할 수 있는 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시를 구현하는 것이다.
특히 본 발명은, AR 기능을 갖는 HMD(Head Mounted Display)를 이용하여 선박에 통합항해정보를 구현하는 것이다. 이러한 본 발명에서 증강 현실에 필요한 전자장치 및 통신과 네트워크 시스템의 구현은 이 분야의 범용 기술에 의해 구현되는 것으로 상정한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동용 통합 항해 정보 제공장치는, 머리 또는 안면에 착용 가능하도록 구성되며, 디스플레이부가 있는 헤드 디스플레이 본체(10), 헤드 디스플레이부에 탑재되며 외부 상황을 포착하도록 구성된 카메라(20), 헤드 디스플레이부에 탑재되며 음성이 입력되도록 구성된 마이크(30), 및 외부 기기나 네트워크에 접속되도록 헤드 디스플레이부에 탑재되며 헤드 디스플레이부에 대한 디스플레이와 마이크(30)에 입력되는 음성 명령을 처리하며 선박의 항해를 안내하기 위한 전자 해도를 구현하도록 구성된 처리 단말부(40)를 포함한다.
상기의 처리 단말부(40)는 헤드 디스플레이부에 전자 해도를 인식 가능하게 표현하되, 카메라(20)로부터 포착된 해상의 정보를 처리한 항해 정보를 카메라(20)에 의해 포착된 해상의 실제 영상과 함께 증강 현실로 표시하도록 프로세서(41)와 메모리가 탑재된다. 이에 따라 항해자는 해상의 증강 현실에 따른 현실감이 있는 항로 정보를 인식하면서 항해를 위한 조작을 구체적으로 수행할 수 있다.
이처럼 본 발명의 일 실시예는, 항해자의 시야를 통해 인지되는 영상을 반영하도록 구현하여 실제적인 통합 항해 정보를 제공하며, 착용이 용이하여 외부 상황과 전자 지도를 함께 인식하면서 항해 조작을 수월하게 수행할 수 있는 이동용 통합 항해 정보 제공장치를 제공한다.
상기의 처리 단말부(40)는 헤드 디스플레이 본체(10)에 항해를 위한 항해 메뉴들을 표시하며, 메뉴들의 선택에 따른 기능을 처리하기 위한 상기의 프로세서(41)가 구성될 수 있다. 헤드 디스플레이부는 투명한 안경 형상의 창 상에 헤드업 디스플레이(43)에 의해 터치 가능한 메뉴 창을 구현하도록 구성된다.
사용자는 헤드 업으로 표시된 각종 메뉴들을 손가락이나 음성 인식을 사용하여 선택할 수 있다. 이러한 각종 메뉴는 선박의 항해에 필수적인 메뉴들을 포함한다.
해상의 정보는, 파랑 정보 및/또는 해수 온도를 포함할 수 있다. 실제 해상의 영상에는 선박에 예상되는 파랑 정보가 증강 현실로 미리 표시될 수 있으며, 해수 온도 또한 등온선이나 색상으로 표시될 수 있다.
이러한 해상의 정보가 해상 영상과 함께 증강 현실로 헤드 디스플레이 본체(10)에서 제공되며, 항해자가 이를 인식함으로써 항해를 조작하기 위한 정보로서 활용된다.
해상의 정보는, 카메라(20)로부터 네트워크 통신을 통해 외부에서 입력되는 날씨 환경을 더 포함할 수 있다.
처리 단말부(40)는 상기의 프로세서(41)와 무선 데이터 통신을 통해 인터넷이나 항해 센터에 접속되도록 통신 모듈(42)을 포함할 수 있으며, 능동적으로 항해 정보를 검색하여 수신하도록 설정된다.
처리 단말부(40)에서 수신되는 날씨 환경에 따른 해상 정보는 예상 시간과 함께 증강 현실로 헤드 디스플레이 본체(10)에 표시되며, 항해자는 이에 대비하여 항해를 지속할 수 있으며, 사고 방지 및 예상 사고에 따른 대비책을 세울 수 있다.
상기의 헤드 디스플레이부, 카메라(20), 마이크(30) 및 처리 단말부(40)는 일예로 구글 글라스와 같은 상용제품이 사용될 수 있다. 이러한 구글 글라스는 상기와 같이 헤드업 디스플레이(43)와 통신 및 음성, 카메라(20)와 통신 및 컴퓨터 처리가 포함된 머리 또는 안면에 착용 가능한 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 상기와 같은 구글 글라스나 선박에 탑재된 전자해도 시스템(50)이나 외부의 전자해도 시스템(50) 및 GPS 수신기에 연결하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 카메라(20)는 구글 글라스와 같이 전방만을 제한적으로 볼 수 있으나, 이에 한정되진 않으며 전방의 듀얼 카메라(21, 22)와 후방 카메라(미도시)를 포함할 수 있다. 듀얼 카메라(21, 22)는 실질적으로 두 눈으로 보는 영상과 같은 영상을 구현하기 위한 것이다. 헤드 디스플레이 본체(10)의 메뉴에 후방 카메라를 사용하기 위한 메뉴를 구성함으로써 후방 카메라에 의한 영상 촬영이 가능하게 된다.
헤드 디스플레이 본체(10)의 헤드 밴드에 상기와 같은 카메라들이 구성될 수 있으며, 카메라는 측방 카메라가 더 구성될 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 단말부(40)는, 항해자의 머리 또는 시선이 향하는 방향을 인식하는 인식단계, 선박의 위치 및 항해자의 머리 또는 시선방향에 따라 외부 지형에 관한 외부 지형 데이터베이스로부터 외부 영상 데이터 정보를 수신하는 수신단계, 수신된 외부 영상 데이터와 실제 외부 영상과의 일치를 조정하는 정합단계, 및 정합단계를 통해 조정된 외부 영상 데이터의 정보를 실제 외부 영상의 위치인 헤드 디스플레이 본체(10)를 통해 출력하는 출력단계를 포함하여 작동한다.
이러한 처리 단말부(40)는, 수신단계에서 선박의 항해 위치에 따라 해도 데이터베이스로부터 해도를 수신하되, 내륙수로, 해저지형, 기상 및 해역 특성에 관한 정보를 포함하는 전자해도 표시시스템(ECDIS)으로부터 내륙수로, 해저지형, 기상 및 해역 특성 정보를 수신하며, AIS(선박자동식별장치)로부터 해상에 운항되는 타선박들의 정보를 수신한다.
또한 처리 단말부(40)는 정합단계에서 선박의 레이더로부터 외부의 이동물체를 수신하여 실제 외부 영상과 이들 정보들의 표시위치가 일치하도록 정합단계에서 정합과정을 구현하며, 출력단계에서 헤드부 디스플레이를 통해 처리된 각종 정보들을 디스플레이한다.
처리 단말부(40)는, 외부 정보들(내륙수로, 해저지형, 기상 및 해역 특성에 관한 정보, 선박의 이동속도 및 항로, 타선박의 이송속도 및 항로, 및 이동물체의 이송속도 및 항로)을 종합적으로 계산하여 선박이 항로 계획을 따라 항해할 경우 충돌 가능성이 있는지를 계산하는 계산단계를 더 포함하여 구현될 수 있다.
한편, 처리 단말부(40)는, 항해자가 미리 설정해 놓은 시간 간격에 따라 선박의 항해 시간에 따른 충돌 가능성을 예측하여 충돌이 예측되면, 항해자에게 알람 신호를 보내는 알람단계를 더 포함하여 구현될 수 있다.
이에 따라 항해자는 다른 선박과의 충돌 예상에 따른 항로를 변경하거나 충돌을 회피하도록 선체 속도를 조절할 수 있다.
10: 헤드 디스플레이 본체 20, 21, 22: 카메라
30: 마이크 40: 처리 단말부
41: 프로세서 42 통신 모듈
43: 헤드업 디스플레이 50: 전자해도 시스템

Claims (10)

  1. 항해자의 머리 또는 안면에 착용 가능하도록 구성되며, 디스플레이부가 있는 헤드 디스플레이 본체;
    상기 헤드 디스플레이 본체에 탑재되며, 상기 항해자의 주변 외부 상황을 포착하도록 구성된 복수의 카메라;
    상기 헤드 디스플레이 본체에 탑재되며, 상기 항해자의 음성이 입력되도록 구성된 마이크; 및
    외부 기기나 네트워크에 접속되도록 상기 헤드 디스플레이 본체에 탑재되며, 상기 헤드 디스플레이 본체에 대한 디스플레이와 상기 마이크에 입력되는 음성 명령을 처리하며, 선박의 항해를 안내하기 위한 전자 해도를 구현하도록 구성된 처리 단말부를 포함하는 HMD(Head Mounted Display)로서,
    상기 처리 단말부는 상기 헤드 디스플레이 본체에 상기 전자 해도를 인식 가능하게 표현하되, 상기 카메라로부터 포착된 상기 항해자의 주변의 해상의 정보를 처리한 항해 정보를 상기 카메라에 의해 포착된 해상의 실제 영상과 함께 증강 현실로 표시하고,
    상기 복수의 카메라는 상기 항해자의 머리 또는 시선이 향하는 방향에 따라 두 눈으로 보는 제1 영상을 구현하기 위해 전방의 듀얼 카메라를 포함하며, 상기 항해자의 후방의 제2 영상을 구현하기 위해 후방 카메라를 더 포함하고,
    상기 HMD는 상기 선박에 설치된 GPS 수신기와 연결되며,
    상기 처리 단말부는,
    상기 GPS 수신기에 의해 수신된 상기 선박의 항해 위치에 기초하여, 내륙수로, 해저지형, 기상 및 해역 특성에 관한 정보를 포함하는 전자해도 표시시스템(ECDIS)으로부터 상기 내륙수로, 상기 해저지형, 상기 기상 및 상기 해역 특성 정보를 수신하여, 상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상과 정합하고 상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상에 증강 현실로 표시하되,
    상기 내륙수로, 상기 해저지형, 상기 기상 및 상기 해역 특성 정보와 상기 GPS 수신기에 의해 수신된 상기 선박의 항해 위치에 기초하여 상기 선박의 항해 시간 중에 충돌 가능성을 예측하여 충돌이 예측되면, 상기 항해자에게 제1 알람 신호를 보내고,
    상기 처리 단말부는,
    상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상에 타선박이 존재하는 경우, 상기 GPS 수신기 및 상기 선박의 레이더에 기초하여 상기 선박의 AIS(선박자동식별장치)로부터 상기 타선박의 정보를 수신하여 상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상과 정합하고 상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상에 증강 현실로 더 표시하되,
    상기 타선박의 정보와 상기 GPS 수신기에 의해 수신된 상기 선박의 항해 위치에 기초하여 상기 선박의 항해 시간 중에 충돌 가능성을 예측하여 충돌이 예측되면, 상기 항해자에게 제2 알람 신호를 더 보내는 것을 특징으로 하는,
    이동용 통합 항해 정보 제공 HMD.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 단말부는 상기 헤드 디스플레이 본체에 항해를 위한 항해 메뉴들을 표시하도록 구성되는,
    이동용 통합 항해 정보 제공 HMD.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 해상의 정보는, 파랑 정보 및 해수 온도 중 어느 하나 이상을 포함하는,
    이동용 통합 항해 정보 제공 HMD.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 해상의 정보는, 네트워크 통신을 통해 외부에서 입력되는 날씨 환경을 더 포함하는,
    이동용 통합 항해 정보 제공 HMD.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 단말부는,
    상기 항해자가 미리 설정해 놓은 시간 간격에 따라 상기 선박의 충돌 가능성을 예측하여 상기 제1 알람 신호 또는 상기 제2 알람 신호를 보내는 것을 특징으로 하는,
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