KR20090069711A - 선박의 충돌 방지 시스템 - Google Patents

선박의 충돌 방지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 선박의 충돌 방지 시스템은, 선박의 소정 위치에 설치되어 기 설정된 범위 내의 장애물을 감지하는 장애물 감지부와, 감지된 장애물과 선박간의 거리를 실시간으로 측정하는 거리 측정부와, 거리 측정부로부터 측정된 거리를 토대로 감지된 장애물의 접근 속도를 산출하는 접근 속도 산출부와, 접근 속도를 토대로 최소 충돌 회피 거리를 산출하는 거리 산출부와, 최소 충돌 회피 거리를 의거하여 선박의 움직임을 제어하는 제어부를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 본 발명은 장애물이 감지됨에 따라 선수부 또는 선미부의 거리 측정부를 구동시켜 얻은 장애물과 선박간의 거리값을 토대로 최소 충돌 회피 거리값을 산출하고, 이를 토대로 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근할 경우 선박의 속도를 조절함으로서, 선박과 장애물간의 충돌을 피하게 할 수 있도록 하여 선박 사고율을 줄일 수 있다.
선박, 장애물, 충돌

Description

선박의 충돌 방지 시스템{SYSTEM FOR PREVENTING A COLLISION OF SHIP}
본 발명은 선박의 충돌 방지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근할 경우 이를 감지하여 선박을 제어할 수 있는 선박의 충돌 방지 시스템에 관한 것이다.
충돌, 좌초 등과 같은 위험 상황 인식 및 회피 동작에 대한 연구는 그간 여러 사람에 의해서 이루어져 왔다. 하지만 이와 같은 연구에 있어서 언제나 결정적인 문제가 있었는데 그것은 위함 판단 및 행동 결정을 위한 상황 정보를 어떤 방법으로 획득하는가 하는 것이다.
이전에는 선박에서 주변 상황에 대한 정보, 특히 타 선박의 행동에 대한 정보를 얻을 수 있는 방법으로는 레이더와 운항자에 의한 목측 및 음성 통신이 유일했다. 레이더를 통해서 얻는 정보는 오로지 선박 주변의 움직이는 물표들에 대한 것으로 그것이 다른 선박인지 아니면 잡음인지, 또 다른 선박이라면 어떤 종류의 선박인지 등에 대한 판단은 오로지 운항자의 경험과 목측에 의존할 수밖에 없었다. 또한 측심 장비를 이용하여 현재의 수심을 읽을 수는 있지만 주변 해역의 수심 정보는 오로지 운항자가 종이 해도를 해석하는 방법에 의해서만 얻을 수 있었다.
그러나 근래에 들어 전자 기술 및 컴퓨터 기술의 급격한 발달과 더불어 전에는 군사 기술로만 취급되던 레이더 신호를 컴퓨터 데이터로 변환하는 장비인 RSC(Radar Scan Converter)가 저가로 시장에 나오게 되었으며 운항 중에 사람의 개입 없이 선박간의 운항 정보를 실시간으로 자동 교환하는 선박 자동 인식 시스템(AIS, Automatic Identification System), 종이 해도를 완전히 컴퓨터 내부의 데이터베이스로 바꾸고 이를 활용할 수 있게 한 전자 해도(ENC, Electronic Navigational Chart) 등에 대한 국제적인 표준화가 이루어졌다. 또한 미국이 개발하여 전세계적으로 많이 사용 중인 인공위성항법장비(GPS, Global Positioning System)에 의하여 실시간으로 자선의 위치를 쉽게 파악할 수 있게 되었으며 인공 위성을 이용한 데이터 통신도 저가로 일상적으로 수행할 수 있는 환경이 갖추어졌다.
그런데 현재 국내에서 일어나고 있는 해난 사고의 약 80%가 인적 과실에 의해 발생하고 있으며 어선을 제외한 경우에는 전체 사고의 70%가 충돌 및 좌초이다. 특히 운항 과실에 의한 사고는 주로 충돌 예방 규칙 등의 항법 미준수, 전방경계 소홀 및 부적절한 조선 기술 등과 같이 운항자의 상황 인식과 대처가 늦어서 발생하는 경우가 대부분이다.
이전까지의 해상에서의 위험 상황 인식은 전적으로 운항자 개인에게 의존하는 형태를 취하고 있다. 물론 선박용 레이더에는 상대방 선박을 추적하고 일정한 거리 내에 들어오면 경고를 발하는 기능이 존재하긴 하지만 이 경우에도 운항자가 레이더 화면에 나타난 여러 가지 물표들 중에서 추적할 상대방 선박을 정확히 지적하는 경우에만 작동하는 기능이므로 결국은 운항자 개인의 상황 인식에만 의존한다고 할 수 있다.
종래의 선박 충돌 방지 방법은 운항자의 상황 인식에만 의존하기 때문에 운항자의 집중력 저하로 해난 사고가 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 자동으로 장애물과의 충돌 위험 상황을 인식한 후 이를 토대로 선박의 움직임, 예컨대 선박의 속도를 가감속시키거나 조타 장치의 제어를 통해 선박의 진행 방향으로 변경시키는 선박의 충돌 방지 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 선박의 충돌 방지 시스템은, 선박의 소정 위치에 설치되어 기 설정된 범위 내의 장애물을 감지하는 장애물 감지부와, 상기 감지된 장애물과 상기 선박간의 거리를 실시간으로 측정하는 거리 측정부와, 상기 거리 측정부로부터 측정된 거리를 토대로 상기 감지된 장애물의 접근 속도를 산출하는 접근 속도 산출부와, 상기 접근 속도를 토대로 최소 충돌 회피 거리를 산출하는 거리 산출부와, 상기 최소 충돌 회피 거리를 의거하여 상기 선박의 움직임을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 제어부는, 상기 장애물이 상기 최소 충돌 회피 거리에 접근하는 경우 상기 선박의 진행 방향을 제어하거나 상기 선박의 속도를 제어하는 것을 특징한다.
본 발명은 장애물이 감지됨에 따라 선박에 장착된 거리 측정부를 구동시켜 얻은 장애물과 선박간의 거리를 토대로 최소 충돌 회피 거리를 산출하고, 이를 토대로 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근할 경우 선박의 속도를 조절하거나 선박의 진행방향을 변경시킴으로서, 선박과 장애물간의 충돌을 피하게 할 수 있도록 하여 선박 사고율을 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서는 장애물이 감지됨에 따라 선박에 설치된 거리 측정부를 구동시켜 측정된 장애물과 선박간의 거리를 기반으로 최소 충돌 회피 거리를 산출하고, 이를 토대로 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근할 경우 선박의 속도를 가감소시키거나 선박의 진행방향을 변경시켜 선박과 장애물간의 충돌을 피하게 할 수 있도록 하는 선박의 충돌 방지 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박의 충돌 방지 시스템을 도시 한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 선박의 충돌 방지 시스템은, 장애물 감지부(100), 제 1, 2 거리 측정부(110, 112), 접근 속도 산출부(120), 거리 산출부(130), 제어부(140) 및 경고음 송출부(150)를 포함하며, 제어부(140)는 엔진 제어 장치(142) 및 조타 제어 장치(144)를 포함한다.
장애물 감지부(100)는 선박의 위치에서 기 설정된 범위 내의 장애물을 감지하는 수단으로서, 그 예로 레이더, VHF 통신 장비, 위성 통신 장비, 물체 감지 센서 등을 들 수 있다. 즉, 장애물 감지부(100)는 기 설정된 범위 내에 장애물이 감지됨에 따라 이에 대응되는 감지 신호를 제 1 또는 제 2 거리 측정부(110 또는 112)에 제공하여 제 1 또는 제 2 거리 측정부(110 또는 112)를 구동시킨다.
제 1 거리 측정부(110)는 선수부에 설치되며, 감지 신호에 의해 구동되어 장애물과 선박의 선수부간 거리값을 측정하는 센서로서, 실시간으로 장애물과 선박의 선수간의 거리를 측정하여 접근 속도 검출부(120)에 제공한다.
제 2 거리 측정부(112)는 선미부에 설치되며, 감지 신호에 의해 구동되어 장애물과 선박의 선미부간 거리를 측정하는 센서로서, 실시간으로 장애물과 선박의 선미간의 거리를 측정하여 접근 속도 검출부(120)에 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서는 거리 측정부를 선수부와 선미부에 설치되는 것으로 예를 들어 설명하였지만, 선박의 소정 위치에 다수 개를 설치할 수 있으며, 장애물 감지부(100)가 물체 감지 센서인 경우 거리 측정부와 일체형으로 선박에 설치될 수 있다.
접근 속도 산출부(120)는 제 1 또는 제 2 거리 측정부(110 또는 112)로부터 장애물과 선박간의 거리를 실시간으로 제공받아 장애물의 접근 속도를 산출한다. 즉, 접근 속도 검출부(120)는 실시간으로 제공받은 장애물과 선박간의 거리를 이용하여 시간에 대응되는 장애물의 거리 변화값을 산출함으로서, 장애물의 접근 속도를 산출한다. 이렇게 검출된 접근 속도는 거리 산출부(130)에 제공된다.
거리 산출부(130)는 장애물의 접근 속도를 이용하여 최소 충돌 회피 거리를 산출한 후 이를 제어부(140)에 제공한다. 여기서, 최소 충돌 회피 거리는 선박이 장애물과의 충돌을 피하기 위해 선박과 장애물간의 거리값으로서, 만약 선박이 운항 중에 장애물을 피하기 위해 정지하는 경우 선박의 속도에 따른 제동 거리 및 접근 속도를 토대로 산출될 수 있다.
제어부(140)는 제 1 또는 제 2 거리 측정부(110 또는 112)로부터 제공받은 거리를 토대로 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근하는 경우 선박의 움직임을 제어하여 선박과 장애물간의 충돌을 방지함과 더불어 소정의 경고음을 경고음 송출부(150)를 통해 스피커(SP)로 송출함으로서, 운항자에게 장애물이 선박에 접근하였음을 알려준다.
즉, 제어부(140)는 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근하는 경우 엔진 제어 장치(142)를 제어하여 선박의 속도를 가감속시키거나, 조타 제어 장치(144)를 제어하여 선박의 진행 방향을 제어하여 선박과 장애물간의 충돌을 자동으로 방지한다. 여기서, 엔진 제어 장치(142)는 선박의 엔진부(미도시됨)와 연결되어 선박의 속도를 가감속시켜 장애물과 선박간 접근 시간의 조절을 통해 충돌을 방지하며, 조 타 제어 장치(144)는 선박의 조타부(미도시됨)와 연결되어 선박의 진행 방향을 제어하여 장애물과 선박간의 충돌을 피하게 한다.
경고음 송출부(150)는 제어부(140)의 제어에 따라, 즉 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근하는 경우 소정의 경고음을 스피커(SP)로 송출해줌으로서, 운항자에게 충돌 위험이 있음을 알려준다.
상기와 같은 구성을 갖는 선박의 충돌 방지 시스템이 동작하는 방법에 대해 도 2a 내지 도 2b를 참조하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 따른 선박의 충돌 방지 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 장애물 감지부(100)는 선박 전방의 기 설정된 범위 안에 장애물(200)이 감지됨에 따라 이에 대응되는 감지 신호를 제 1 거리 측정부(110)에 제공한다.
제 1 거리 측정부(110)는 감지 신호에 따라 구동되어 장애물(200)과 선박간의 거리를 실시간으로 측정하여 접근 속도 산출부(120)에 제공한다.
접근 속도 산출부(120)는 제 1 거리 측정부(110)로부터 제공받은 거리를 토대로 거리 변화값을 산출함으로서, 장애물(200)이 선박에 접근하는 접근 속도를 산출한 후 이를 거리 산출부(130)에 제공한다.
거리 산출부(130)는 장애물(200)의 접근 속도를 토대로 선박이 장애물(200)과의 충돌을 피하기 위한 최소 충돌 회피 거리(B)를 산출하여 제어부(140)에 제공한다. 이때, 선박이 운항중인 경우에는 선박의 속도에 따른 제동 거리와 접근 속 도를 기반으로 최소 충돌 회피 거리(B)를 산출한다.
제어부(140)는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 선박(또는 장애물(200))이 최소 충돌 회피 거리(B)에 접근할 경우 엔진 제어 장치(142)를 제어하여 선박의 속도를 가감속시키거나, 조타 제어 장치(144)를 제어하여 선박의 진행 방향을 제어함으로서, 선박과 장애물(200)간의 충돌을 피하게 한다.
한편, 제어부(140)는 선박(또는 장애물(200))이 최소 충돌 회피 거리(B)에 접근할 경우 경고음 송출부(150)를 제어하여 소정의 경고음을 스피커(SP)로 송출시킨다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 장애물이 감지됨에 따라 선박에 설치된 거리 측정부를 구동시켜 측정된 장애물과 선박간의 거리를 기반으로 최소 충돌 회피 거리를 산출하고, 이를 토대로 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근할 경우 선박의 속도를 가감소시키거나 선박의 진행방향을 변경시켜 선박과 장애물간의 충돌을 피하게 할 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박의 충돌 방지 시스템을 도시한 블록도이며,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 선박의 충돌 방지 시스템에 대한 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 장애물 감지부 110. 112 : 제 1, 2 거리 측정부
120 : 접근 속도 검출부 130 : 거리값 산출부
140 : 제어부 150 : 경고음 송출부

Claims (6)

  1. 선박의 소정 위치에 설치되어 기 설정된 범위 내의 장애물을 감지하는 장애물 감지부와,
    상기 감지된 장애물과 상기 선박간의 거리를 실시간으로 측정하는 거리 측정부와,
    상기 거리 측정부로부터 측정된 거리를 토대로 상기 감지된 장애물의 접근 속도를 산출하는 접근 속도 산출부와,
    상기 접근 속도를 토대로 최소 충돌 회피 거리를 산출하는 거리 산출부와,
    상기 최소 충돌 회피 거리를 의거하여 상기 선박의 움직임을 제어하는 제어부
    를 포함하는 선박의 충돌 방지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 장애물이 상기 최소 충돌 회피 거리에 접근하는 경우 상기 선박의 진행 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌 방지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 장애물이 상기 최소 충돌 회피 거리에 접근하는 경우 상기 선박의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌 방지 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선박의 충돌 자동 방지 시스템은,
    상기 장애물이 최소 충돌 회피 거리에 접근하는 경우 소정의 경고음을 송출하는 경고음 송출부
    를 더 포함하는 선박의 충돌 방지 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 장애물 감지부는, 레이더, VHF 통신 장비, 위성 통신 장비 또는 물체 감지 센서인 것을 특징으로 하는 선박의 충돌 방지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리 측정부는, 상기 선박의 선수부 및 선미부에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 충돌 방지 시스템.
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