KR20080027488A - The driving method and system of making a ship veer actively - Google Patents

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Abstract

A method and a system for driving an external force device for actively veering a ship are provided to minimize misjudgment by moving the ship according to data stored in a memory unit and remove possibility of pseudo collision between at least two external input units. A system of driving an external force device for actively veering a ship includes a microprocessor, a communication device, and at least one external force input unit. The microprocessor has a memory unit receiving position information of the veering ship from an infrared sensor, a radar, a camera, and other sensors(an ultrasonic sensor, a pressure sensor, and a GPS). The microprocessor transmits an order corresponding to received information of input information stored in the memory unit to an output unit and obtains information from the infrared sensor, the radar, the camera, and other sensors(the ultrasonic sensor, the pressure sensor, and the GPS) in the at least one external force input unit detecting movement of the veering ship. The at least one external force input unit veers the veering ship by moving a motor and an engine receiving the transmitted order of the microprocessor.

Description

선박을 외부에서 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정방법 및 그 시스템{The driving method and system of making a ship veer actively}The driving method and system of making a ship veer actively}

교각 간 거리가 짧은 교량, 좁은 갑문입구 그리고 항만에서 구조물과 충돌할 가능성이 있는 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정방법 및 시스템에 관한 것으로, 센서로부터 대상 선박의 위치정보를 받은 마이크로프로세스가 모터 및 엔진을 가진 외력투입부들 중의 하나 이상 조정하여 대상 선박을 변침시키는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a system for adjusting external force means for actively changing a ship that may collide with a structure at a short bridge, a narrow gate entrance, and a port. A method and system for changing a target vessel by adjusting one or more of the external force inputs with the engine.

일반적으로 교각과 선박의 충돌을 방지하기 위하여 교각을 감싸는 보호기술과 교각과 인접하여 이격한 구조를 이용한 각종 보호기술이 사용되고 있다. 또한, 갑문과 항만에서는 선박을 변침시키기 위하여 터그보트가 널리 사용되고 있다. In general, in order to prevent a collision between a pier and a ship, various protection technologies using a structure surrounding the pier and a structure spaced adjacent to the pier are used. Tugboats are also widely used to lock ships in locks and ports.

하지만 이러한 터그보트는 사람에 의해서 조정되므로 고비용과 저효율의 문제가 있다. 그와 상반되는 기술로서 선박이 항구에 접근하면 거리측정을 통하여 선박을 자동 조정하는 기술 및 무인선박을 통제하는 기술이 사용되고 있다. 그러나 선박의 프로펠러가 고물(선미)에 있는 관계로 변침을 터그보트에 의존하는 것이 효율적이 되는 현실이다.However, these tugboats are adjusted by humans, so there is a problem of high cost and low efficiency. Contrary to the technology, when a ship approaches a port, a technology for automatically adjusting the ship through distance measurement and a technology for controlling an unmanned ship are used. However, since the ship's propeller is at a stern, it is efficient to rely on the tugboat for change.

종래기술의 문헌정보Literature Information of the Prior Art

[문헌1] Appl.No JP 1981138003 (SHIMOKAWA ITSUO) 1981.09.02[Document 1] Appl.No JP 1981138003 (SHIMOKAWA ITSUO) 1981.09.02

[문헌2] Appl.No JP 1985005235 (FURUMOTO FUMITAKA) 1985.01.16Appl.No JP 1985005235 (FURUMOTO FUMITAKA) 1985.01.16

[문헌3] Appl.No JP 2000306274 (ICHIKURA NORIKATSU) 2000.10.05Appl.No JP 2000306274 (ICHIKURA NORIKATSU) 2000.10.05

항만과 갑문에서 선박을 변침시키기 위해 터그보트가 널리 사용되고 있다. 한편, 한국의 경부운하를 건설하기 위해서는 한강교량 23개중 교각간 거리가 짧은 12개는 철거하고 재설치할 필요성이 있다. 이에 따른 사회적 소요 비용은 5조7400억 원에 달하고 교통대란이 일어나는 것으로 예상된다. 이는 해양수산부의 ‘항만 및 어항설계기준’에 의해 선박이 교량과 같은 구조물과 충돌하는 것을 방지하기 위해 항로 폭이 최소 67m이상이 되어야하며 반포대교(37.5m), 잠실대교(40m)와 같이 교각간 거리가 짧은 경우 교량이 철거되어야 하기 때문이다.Tugboats are widely used to change ships at ports and locks. Meanwhile, in order to build the Gyeongbu Canal in Korea, it is necessary to remove and reinstall 12 short bridges among 23 Han River bridges. As a result, social expenses are estimated at 5.7 trillion won and traffic jams are expected to occur. In order to prevent ships from colliding with structures such as bridges, the Ministry of Maritime Affairs and Fisheries' 'Port and Fishing Port Design Criteria' should be at least 67m wide. Piers such as Banpo Bridge (37.5m) and Jamsil Bridge (40m) If the distance is short, the bridge must be removed.

본 고안은 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정방법 및 그 시스템에 관한 것으로 대상 선박을 변침의 목적을 달성하고 있다.The present invention relates to a method and a system for adjusting external force means for actively changing a vessel, and has achieved the object of changing the target vessel.

선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정방법 및 그 시스템으로, An external force means adjustment method and system for actively changing a ship,

카메라, 레이더, 적외선센서, 기타센서로 구성된 센서가 대상선박에 대한 정보를 마이크로프로세서로 보낼 수 있는 원리, The principle that a sensor consisting of a camera, radar, infrared sensor and other sensors can send information about the target vessel to the microprocessor,

마이크로프로세스가 메모리부에 저장된 데이터를 바탕으로 대상선박을 변침시키기 위해 외력투입부들 중에서 선택하는 명령으로 도출해 될 수 있는 원리,Principle that can be derived from the command that the microprocessor selects among the external force input units to change the target ship based on the data stored in the memory unit,

외력투입부가 통신수단을 통해 명령을 받아 엔진 및 모터를 구동할 수 있는 원리에 의해 선박을 능동적으로 변침하게 된다.The external force input unit actively modifies the vessel by the principle that the engine and the motor can be driven by the command through the communication means.

한편, 외력수단으로서 외력투입부 내에도, 대상선박의 정보를 파악하는 시스템의 구성요소인 카메라, 레이더, 적외선센서, 기타센서가 있는 보조센스와. 시스템의 구성요소인 마이크로프로세스가 있어서 엔진 및 모터를 구동하는 정도를 변화시킬 수 있다.On the other hand, in the external force input unit as an external force means, an auxiliary sense having a camera, a radar, an infrared sensor, and other sensors which are components of a system for grasping information of a target ship. Microprocessors, which are components of the system, can vary the extent of driving the engine and motor.

본 고안은 교각간 거리가 짧은 경우, 갑문 입구가 좁은 경우, 항만에서 통상적으로 요청되는 선박의 변침을 마이크로프로세스가 외력수단인 외력투입부를 움직이는 방법으로 실현시키게 된다. 그 결과, 메모리부에 저장된 데이터에 따라 움직이므로 오판의 가능성이 없으며, 두 개 이상의 외력투입부들 사이에서 의사충돌이 발생할 가능성과 오판가능성을 제거할 수 있다.The present invention realizes the change of the ship, which is usually required in the port, when the distance between the pier is short, the lock inlet is narrow, and the micro process is an external force input unit which is an external force means. As a result, there is no possibility of a false positive because it moves in accordance with the data stored in the memory unit, and it is possible to eliminate the possibility of false collision and false positive between two or more external force inputs.

한편, 외력수단인 외력투입부는 변침대상 선박에 밀거나 당기는 외력을 가하기만 할 수 있으면 되므로 기존의 터그보트 형식 이외에도 외력투입부가 터그보트형식이 아닌 강바닥에 깔린 레일을 움직이며 선박에 밀고 당기는 형식, 교각/갑문/부두 부근에 설치되어 접근하는 선박을 미는 형식, 교각/갑문에 부착되는 방식으로 설치되어 다가오는 선박을 밀어내는 형식으로도 실현될 수 있다.On the other hand, the external force input unit, which is an external force means, can only exert an external force that is pushed or pulled on the ship on the bedside. It can be realized by pushing the approaching ship installed near the pier, the lock and the pier, and by pushing the approaching ship by installing it on the pier and the lock.

다시 말해, 본 고안은 단순히 하나의 선박에 대한 자동조정기술과 같은 기존기술과 달리 하나의 변침대상선박의 위치정보에 대응하여 다양한 형식의 외력수단을 효율적으로 조정하여 그 대상 선박을 변침시키는 기술이다.In other words, unlike the existing technology, such as the automatic adjustment technology for one ship, the present invention is a technology that effectively modifies various types of external force means in response to the position information of one bedside ship, and changes the target ship. .

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 선박진로 능동 교정용 외력수단 조정방법 및 그 시스템의 구성도이다. 1 is a diagram illustrating a method of adjusting an external force means for actively calibrating a ship route and a system thereof.

그림에 본 고안의 시스템을 구성하는 각 요소들이 도시되어 있다. 이를 상세히 설명하면 메모리부와 연결된 마이크로프로세서가 주센서의 적외선센서 레이더, 카메라, 기타센스(그림에 명기되지 않은 초음파센서, 압력센서, GPS)로부터 받은 대상 선박의 위치를 파악하고 이에 대응하는 메모리 부에 저장된 데이터에 따른 명령을 출력부를 거처 통신수단으로 전송하게 된다. The figure shows each of the elements that make up the system of the present invention. In detail, the microprocessor connected to the memory unit detects the position of the target vessel received from the infrared sensor radar, camera, and other senses (ultrasound sensor, pressure sensor, GPS, etc., not shown in the figure) of the main sensor and corresponds to the memory unit. The command according to the data stored in the output unit is transmitted to the communication means.

그러면 1번부터 n번까지의 n개의 외력투입부들 중에 그 명령을 받은 외력투입부가 통신수단과 입력부를 통해 그 명령을 받아 변침대상 선박에 외력수단이 되는 임무를 수행하게 된다. 그 결과 대상선박에 접근하여 대상선박에 외력을 가하게 된다.Then, the external force input unit that receives the command among the n external force input units 1 to n receives the command through the communication means and the input unit, and performs the task of becoming an external force means to the ship on the bedside. As a result, the ship is approached and exerts external force on the ship.

도 1에서는 외력투입부 1개만 도식되었지만 2개 이상의 다수의 외력투입부가 동시에 변침대상이 되는 선박에 외력을 가할 수 있다. 이때 주 센서와 연결된 마이크로 프로세스는 메모리 부에 저장된 대상이 되는 선박의 위치에 대응되는 데이터에 따른 명령을 내린다. 이 명령에 의해서 선택된 외력수단들인 외력투입부들이 일정 패턴으로 움직이게 된다. 이때 두 개 이상의 외력투입부들 간에 상호협력을 기초로 하는 작전이 되도록 명령이 구성될 수 있다. In FIG. 1, only one external force input unit is illustrated, but two or more external force input units may simultaneously apply external force to a ship on the bedside. At this time, the microprocessor connected to the main sensor issues a command according to the data corresponding to the position of the vessel to be stored in the memory unit. The external force input units, which are the external force means selected by this command, move in a predetermined pattern. At this time, the command may be configured to be an operation based on mutual cooperation between two or more external force input units.

또한 도 1에서 도시된 외력투입부는 카메라, 레이더, 적외선센서, 기타센서(초음파 센서, 압력센스, GPS)로 이루어진 보조센서가 있으며, 이로부터 정보를 받는 마이크로프로세스도 있기 때문에 명령을 수행하면서 대상선박의 위치변화, 안정도에 대한 정보수집과 이에 대한 피드백이 가능하다. In addition, the external force input unit shown in FIG. 1 includes an auxiliary sensor composed of a camera, a radar, an infrared sensor, and other sensors (ultrasound sensor, pressure sense, GPS), and there is also a microprocess that receives information from the target ship while performing a command. It is possible to collect information about position change and stability of the system and to provide feedback on it.

이러한 피드백을 구체적으로 설명하면 모터 및 엔진의 가동 정도를 달리할 수 있을 것이다. 이때 통신수단을 통해 그러한 정보를 받은 주 센서와 연결된 마이크로프로세스는 그러한 각각의 보조센서의 정보를 분석하여 이에 대응되는 명령을 각각의 외력투입부에 내릴 수 있게 된다.In detail, this feedback may vary the degree of operation of the motor and engine. At this time, the microprocessor connected to the main sensor receiving such information through the communication means can analyze the information of each such auxiliary sensor and issue a corresponding command to each external force input unit.

덧붙여 마이크로프로세스는 신호등과도 연결되어 있는데 주 센서로부터 파악되는 대상선박의 위치가 메모리 부에 입력한 데이터와 비교하여 교각 간 사이 또는 갑문의 입구를 통과하기 적당한 위치이면 도시된 신호등에 통과신호를 보내게 된다.In addition, the microprocess is also connected to the traffic lights, and if the position of the target ship as grasped from the main sensor is suitable to pass between the piers or through the entrance of the lock compared with the data input into the memory section, it sends a passing signal to the traffic lights shown. It becomes.

이러한 도 1의 구성도를 이용한 실시 예가 도 2 내지 도 3이며 이를 살펴보겠다.An embodiment using the configuration diagram of FIG. 1 is FIGS. 2 to 3 and will be described.

도2는 모터 및 엔진을 가진 외력투입부의 형식으로 기존의 터그보트의 형식을 빌 린 것이다. 교량의 하단부에 설치된 카메라와 연결된 도 2에 도시되지 않은 마이크로프로세스가 대상선박의 위치를 식별하고 통신수단을 통해 이에 대응되는 명령을 전달한다. 그러면 선박 지붕에 설치된 통신수단을 통해 이러한 명령을 수신받은 1개 이상의 터그보트는 그 명령에 따라 대상선박의 적절한 위치로 밀거나 당기게 되는 것이다. Figure 2 borrows the form of a conventional tugboat in the form of an external force input with a motor and an engine. A microprocess, not shown in FIG. 2, connected to a camera installed at the lower end of the bridge, identifies the location of the target ship and transmits the corresponding command via communication means. One or more tugboats, which have received these orders through communication means installed on the roof of the ship, are then pushed or pulled to the appropriate position on the target ship.

이때, 터그보트가 밧줄 등으로 묶여져 고정되지 않는 경우, 주 센서의 마이크로프로세스는 매번 대상선박의 위치와 함께 터그보트 위치도 파악한다. 물론 터그보트 내의 보조센서인 카메라의 정보를 분석하거나 터그보트의 GPS를 참조할 수 있다. At this time, when the tug boat is not tied to a rope or the like, the microprocessor of the main sensor detects the position of the tug boat along with the position of the target ship each time. Of course, it is possible to analyze the information of the camera, an auxiliary sensor in the tugboat, or to refer to the GPS of the tugboat.

도2와 달리 갑문의 입구에 본 고안이 적용되어야 한다면 카메라는 갑문 입구에 설치될 수 있다. 물론 항만에서 본 고안이 적용될 수도 있는데 선박의 위치를 파악할 수 있는 육지에 카메라를 설치할 수도 있으며 선박 내에 GPS를 가진 지휘선박에 카메라가 설치할 수도 있을 것이다.Unlike FIG. 2, if the present invention is to be applied to the entrance of the lock, the camera may be installed at the entrance of the lock. Of course, the present invention may be applied at the port, and the camera may be installed on land capable of identifying the position of the ship, and the camera may be installed on the command ship with GPS in the ship.

다시 한번 본 고안을 요약하여 설명하면,Once again summarizing the invention,

주 센서의 센서로 대상선박의 위치를 파악한 이후,After locating the target ship with the sensor of the main sensor,

메모리 부의 입력된 명령에 따라 마이크로프로세스가 판단을 하고,The microprocessor makes a judgment according to the input command of the memory section,

외력수단인 외력투입선을 움직여 대상선박을 변침시키거나 변침대상이 아니라는 신호를 신호등을 통해 보내는 방법을 사용하는 기술이다. It is a technique that uses the method of moving the external force input line, which is an external means, to change the target ship or to send a signal through a traffic light that is not on the bed.

특히, 두개 이상의 외력투입부들이 한 변침대상 선박을 밀수 있는 것은 본 고안의 독특한 특징이 된다.In particular, it is a unique feature of the present invention that two or more external force input units can push a ship on a bedside.

도 3은 외력투입부의 한 단위가 교각 전후방에 설치된 구조물에 연결된 제한 범위를 움직이는 부유선 형태를 보여주고 있다. 이를 자세히 살펴보면 다음과 같다.FIG. 3 shows a floating ship shape in which a unit of an external force input unit moves a limited range connected to a structure installed in front and rear of a pier. Looking at it in detail as follows.

대상선박(4)의 위치를 파악하는 주 센서의 카메라(1)가 대상선박의 위치를 파악하고 도시되지 않은 마이크로프로세서가 명령을 내려 통신수단(2)을 통해 1개 이상의 외력투입부의 통신수단(3)에 의해 그 명령을 송신하게 된다. 이때 이를 받은 마이크로프로세스는 엔진 및 모터를 구동하여 외력투입부(64)를 움직이게 되는 것이다. The camera 1 of the main sensor for detecting the position of the target ship 4 detects the position of the target ship, and a microprocessor (not shown) gives a command to the communication means of one or more external force input units through the communication means 2 ( The command is transmitted by 3). At this time, the received micro process is to drive the external force input unit 64 by driving the engine and the motor.

그림에서 대상선박(4)을 변침시키기 위해서는 고물(선미)에 가까운 외력투입부가 미는 거리인 화살표(8)가 선박의 선수에 가까운 외력투입부가 미는 거리인 화살표(7) 보다 길게 표현되었다. In the figure, the arrow 8, which is the distance pushed by the external force input portion close to the solids (stern), is represented longer than the arrow 7, which is the distance pushed by the external force input portion close to the ship's bow.

본 고안의 시스템의 실현형식은 매우 다양하기 때문에 그 세부 실현수단을 설명할 필요성은 없지만 참고로 설명하면 부력발생부(24)의 역할은 부력으로 수면에 떠있는 외력투입부(64)와 기둥을 매어놓는 고정대(14)가 수면에 수평을 유지하게 해주는 것이다. 기타, 기둥의 상부에 끼움돌기(54)도 도시되어있다. 도 2와 비교하면 도 3에서 도시된 외력투입부(64)는 제한적인 범위에만 움직인다는 점에서 차이가 있다.Since there are various forms of realization of the system of the present invention, it is not necessary to explain the detailed realization means. Tie up 14 is to keep the water level on the surface. In addition, a fitting 54 on the top of the column is also shown. Compared with FIG. 2, the external force input unit 64 shown in FIG. 3 is moved only in a limited range.

만약 대상선박(4)이 교량의 교각(34)과 부딪치지 않는 위치에 있다면 센서를 통해 이를 파악한 마이크로프로세스는 그림에 도시된 교량 하부에 도시된 신호등을 통해 대상 선박에 신호를 보낼 것이다.If the target ship 4 is in a position that does not collide with the bridge 34 of the bridge, the microprocessor, which has identified it by means of a sensor, will signal the target ship via the traffic light shown below the bridge in the figure.

도 1은 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정방법의 구성도. 1 is a configuration of the external force means adjusting method for actively changing the vessel.

도 2는 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정방법의 실시 예(이동식)2 is an embodiment of a method for adjusting external force means for actively changing a vessel (movable type)

도 3은 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정방법의 실시 예(고정식)3 is an embodiment of an external force means adjusting method for actively changing a vessel (fixed type)

Claims (1)

대상 선박이 교각간 거리가 짧은 교량, 좁은 갑문 입구 및 항만의 구조물과 충돌하지 않는 적절한 위치로 변침시키기 위해서,In order to ensure that the vessel is in proper position without colliding with short bridge bridges, narrow lock entrances and harbor structures, 적외선센서, 레이더, 카메라, 기타센스(초음파센서, 압력센서, GPS)의 센서로부터 변침대상 선박의 위치정보를 받는 단계가 있는 메모리 부를 가진 마이크로프로세서,A microprocessor with a memory section that receives the position information of the ship on the berth from infrared sensors, radars, cameras and other sensors (ultrasound sensors, pressure sensors, GPS), 메모리부에 저장된 입력정보 중에서 받은 정보에 대응되는 마이크로프로세서의 명령을 출력부로 보내는 단계가 있는 마이크로프로세서,A microprocessor having a step of sending a command of a microprocessor corresponding to the received information from the input information stored in the memory to the output unit, 그 명령을 전송하는 단계가 있는 통신수단,Communication means having a step of transmitting the command, 전송된 마이크로 프로세스의 명령을 받는 모터 및 엔진이 움직여 대상선박을 변침시키는 단계가 있는 하나이상의 외력투입부,One or more external force inputs, in which a motor and an engine commanded by the transmitted microprocessor move to change the target ship; 대상선박의 움직임을 파악하는 외력투입부 내의 적외선센서, 레이더, 카메라, 기타센스(초음파센서, 압력센서, GPS)의 센서에서 정보를 얻는 단계가 있는 마이크로프로세스를 가지는 것을 특징으로 Characterized in that the micro-process has a step of obtaining information from the infrared sensor, radar, camera, other sense (ultrasound sensor, pressure sensor, GPS) sensor in the external force input unit to grasp the movement of the target ship 하는 선박을 능동적으로 변침시키는 외력수단 조정방법 및 그 시스템.External force means adjustment method and system for actively changing the vessel to be.
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