KR20100097586A - 선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법 - Google Patents

선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 선박 접안 시스템은, 선박이 접안될 플랫폼과, 선박의 측면에는 인식마크가 마련되고, 인식마크를 인식하여 선박과 접안면의 상대위치를 측정하는 비전인식처리부와, 상대위치를 전달받아 선박을 접안위치로 견인하는 견인로봇을 포함한다.
본 발명의 선박 접안 장치는, 플랫폼에 접안될 선박의 측면에 마련된 인식마크를 인식하여 선박과 플랫폼의 접안면의 상대위치를 측정하는 비전인식처리부와, 상대위치를 전달받아 선박을 접안위치로 견인하는 견인로봇을 포함한다.
본 발명의 선박 접안 방법은, 접안될 선박이 플랫폼의 접안면으로 유도되고, 비전인식처리부가 선박의 소정위치에 마련되어 있는 인식마크를 인식하여 선박과 접안면의 상대위치를 측정하고, 플랫폼의 소정위치에 결합되어 있는 견인로봇이 상대위치를 전달받아 선박을 접안면에 접안한다.
이에 의하여, 선박 접안에 있어서 계류선의 이용 및 선박의 항구 접안을를 자동화함으로써, 비용과 시간을 최소화 하고, 접안 시설 내의 선박 접안과 관련된 업무를 집중할 수 있어 선박 접안의 효율을 극대화하는 효과가 있다.
또한, 선박 접안의 단계를 계류선을 이용한 원거리 접안과 견인로봇을 이용한 근거리 접안으로 나눔으로써, 접안 스케줄 변경이 용이하여 다수 선박의 동시 접안이 가능한 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 자동화된 견인로봇을 이용하여 선박이 유연하면서 정확하게 접안면 에 접안할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 계류선을 이용한 원거리 접안과 견인로봇을 이용한 근거리 접안을 달성함으로 인하여 선박의 접안을 위한 별도의 작업이 필요없도록 하는 효과가 있다.
접안, 자동, 견인로봇, 계류선, 인식마크, 컴퓨터 비전

Description

선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법{BERTHING SYSTEM, BERTHING EQUIPMENT, AND BERTHING METHOD}
본 발명은 선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법에 관한 것으로, 컴퓨터 비전 기술을 이용하여 항만 또는 부유체에 선박이 자동으로 접안하도록 하는 선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법에 관한 것이다.
원격지의 상품이동수단으로서, 선박을 이용한 해상운송은 타 운송수단에 비하여 에너지를 적게 사용하며, 수송비용도 저렴하여 국제교역의 많은 부분을 해상운송에 의지하고 있다.
이러한 해상운송은 선박이 항만 또는 해상 부유체에 접안하여 화물을 선적한 후, 목적지의 항만 또는 해상 부유체에 접안하여 화물을 하역함으로써 달성된다. 여기서, 선박의 접안은 접안될 위치에서 멀리 떨어진 곳에서부터 수동적으로 예인선이나 계류선을 이용하여 접안될 위치까지 선박을 이동시킨 후, 작업자가 접안 위치 근처에서 계선삭을 이용하여 수동으로 접안시킴으로써 이루어진다.
하지만, 최근에는 컨테이너 선 등의 해상운송에 있어서, 운송의 경제성을 향 상시키기 위하여 대형화된 선박을 이용하게 되는 경우가 많아, 이러한 선박의 접안에 상당한 시간이 소요되는 경우가 많고, 육지로부터 떨어진 해상에 정박된 채로 화물을 선적 및 하역하기 위한 이동항구의 개념이 가시화되면서, 이동항구와 항만간의 화물 이송을 위한 선박의 접안회수가 2~3배 증가하게 될 것임에 따라, 선박 접안에 소요되는 시간 및 비용을 줄이고자 하는 움직임이 있다.
이러한 움직임에 따라 선박의 접안에 자동식 요소를 도입하고자 하게 되었고, 이로써, 선박에 장착된 사이드 스러스터(side thruster)를 이용하여 선박이 스스로 접안면에 접안하도록 하는 기술이 개발되거나, 접안면에 설치된 초음파 센서로 선박과 접안면의 거리를 모니터링하고자 하는 기술이 개발되기도 하였다.
하지만, 이러한 기술들은 수동적인 선박 접안의 일부 자동화에 불과하며, 작업자가 선박의 접안을 수행하는데 있어서, 보조적인 데이터를 제공하는데 불과하여 선박 접안에 여전히 장시간 소요될 뿐만 아니라, 그 자동화를 달성하는데 있어서도 한계가 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법은 선박이 항만 또는 부유체에 접안하는 과정 전반을 자동화함으로써, 선박의 접안에 소요되는 시간 및 비용을 최소화하여 선박 접안의 효율성을 높이고, 그 정확성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 선박 접안 시스템은, 선박이 접안될 플랫폼과, 선박의 측면에 마련된 인식마크를 인식하여 선박과 접안면의 상대위치를 측정하는 비전인식처리부와, 상대위치를 전달받아 선박을 접안위치로 견인하는 견인로봇을 포함한다.
여기서, 선박 접안 시스템은 선박을 견인로봇이 선박에 결합될 수 있는 위치로 유도하는 유도장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 유도장치는, 플랫폼에 마련되는 권취장치와, 권취장치로부터 연장되는 유도라인과, 유도라인의 일단을 선박과 결합시키는 계류선을 포함하여 계류선에 의하여 연결된 유도라인의 권취를 통해 선박을 접안면으로 유도할 수 있다.
또한, 유도장치는 둘 이상이며, 계류선은 유도라인의 일단과 결합되어 선박으로 이동하여 유도라인의 일단을 선박과 결합시킬 수 있다.
또한, 계류선은 선박의 측면에 마련된 인식마크를 인식하여 선박으로 이동할 수 있다.
여기서, 계류선 및 선박에는 GPS 장치가 마련되고, 계류선은 인식마크의 인식이 가능할 때까지 GPS 장치에 의하여 측정된 위치정보를 이용하여 선박으로 이동할 수 있다.
또한, 계류선은 무인선일 수 있다.
또한, 비전인식처리부는, 비전촬영부와, 비전촬영부에서 촬영한 영상으로부터 인식마크를 인식하고 상대위치를 측정하는 비전연산부를 포함할 수 있다.
또한, 견인로봇은 선박에 착탈가능한 착탈부와, 일단이 플랫폼과 결합되며 타단이 착탈부와 연결되는 로봇팔을 포함할 수 있다.
여기서, 견인로봇은 선박의 요동에 의하여 전달되는 하중을 견디는 유압댐퍼를 더 포함할 수 있고, 착탈부는 흡착부 또는 자석부일 수 있다.
또한, 견인로봇은 접안면에 결합되어 있다.
또한, 견인로봇은 둘 이상 마련될 수 있다.
또한, 인식마크는 선박의 식별코드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상대위치는 선박과 접안면의 3차원 상대위치일 수 있다.
본 발명에 따른 선박 접안 장치는, 플랫폼에 접안될 선박의 측면에 마련된 인식마크를 인식하여 선박과 플랫폼의 접안면의 상대위치를 측정하는 비전인식처리부와, 상대위치를 전달받아 선박을 접안위치로 견인하는 견인로봇을 포함한다.
여기서, 선박 접안 장치는, 선박을 견인로봇이 선박에 결합될 수 있는 위치로 유도하는 유도장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 유도장치는, 플랫폼에 마련되는 권취장치와, 권취장치로부터 연장되는 유도라인과, 유도라인의 일단을 선박과 결합시키는 계류선을 포함하여, 계류선에 의하여 연결된 유도라인의 권취를 통해 선박을 접안면으로 유도할 수 있으며, 유도장치는 둘 이상일 수 있다.
또한, 계류선은 유도라인의 일단과 결합되어 선박으로 이동하여 유도라인의 일단을 선박과 결합시킬 수 있다.
여기서, 계류선은 선박의 측면에 마련된 인식마크를 인식하여 선박으로 이동할 수 있다.
여기서, 계류선 및 선박에는 GPS 장치가 마련되고, 계류선은 인식마크의 인식이 가능할 때까지 GPS 장치에 의하여 측정된 위치정보를 이용하여 선박으로 이동할 수 있다.
또한, 비전인식처리부는, 비전촬영부와, 비전촬영부에서 촬영한 영상으로부터 인식마크를 인식하고 상대위치를 측정하는 비전연산부를 포함할 수 있다.
또한, 견인로봇은, 선박에 착탈가능한 착탈부와, 일단이 플랫폼과 결합되며 타단이 착탈부와 연결되는 로봇팔을 포함할 수 있다.
또한, 견인로봇은 접안면에 둘 이상 마련될 수 있다. 여기서, 견인로봇은 선박의 요동에 의하여 전달되는 하중을 견디는 유압댐퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 선박 접안 방법은, 접안될 선박이 플랫폼의 접안면으로 유도되고, 비전인식처리부가 선박의 소정위치에 마련되어 있는 인식마크를 인식하여 선박과 접안면의 상대위치를 측정하고, 플랫폼의 소정위치에 결합되어 있는 견인로봇이 상대위치를 전달받아 선박을 접안면에 접안한다.
여기서, 접안될 선박이 플랫폼의 접안면으로 유도되는 것은, 플랫폼에 마련된 권취장치로부터 연장되는 유도라인의 일단이 계류선에 의하여 선박과 결합되고, 권취장치의 권취에 의하여 선박이 접안면으로 유도되는 것일 수 있다.
또한, 권취장치 및 유도라인은 둘 이상이고, 계류선은 유도라인의 일단과 결합되어 선박으로 이동하여 유도라인의 일단을 선박과 결합시킬 수 있다.
또한, 계류선은 선박의 측면에 마련된 인식마크를 인식하여 선박으로 이동할 수 있다.
여기서, 계류선 및 선박에는 GPS 장치가 마련되고, 계류선은 인식마크의 인식이 가능할 때까지 GPS 장치에 의하여 측정된 위치정보를 이용하여 선박으로 이동할 수 있다.
또한, 비전인식처리부는, 비전촬영부와, 비전촬영부에서 촬영한 영상으로부터 인식마크를 인식하고 상대위치를 측정하는 비전연산부를 포함할 수 있다.
또한, 견인로봇은, 선박에 착탈가능한 착탈부와, 일단이 플랫폼과 결합되며 타단이 착탈부와 연결되는 로봇팔을 포함할 수 있으며, 견인로봇은 접안면에 둘 이상 마련될 수 있다.
본 발명에 따른 선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법은 선박 접안에 있어서 계류선의 이용 및 선박의 항구 접안을 자동화함으로써, 비용과 시간을 최소화 하고, 접안 시설 내의 선박 접안과 관련된 업무를 집중할 수 있어 선박 접안의 효율을 극대화하는 효과가 있다.
또한, 선박 접안의 단계를 계류선을 이용한 원거리 접안과 견인로봇을 이용한 근거리 접안으로 나눔으로써, 접안 스케줄 변경이 용이하여 다수 선박의 동시 접안이 가능한 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 자동화된 견인로봇을 이용하여 선박이 유연하면서 정확하게 접안면에 접안할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 계류선을 이용한 원거리 접안과 견인로봇을 이용한 근거리 접안을 달 성함으로 인하여 선박의 접안을 위한 별도의 작업이 필요없도록 하는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 이하의 구체적인 실시예들은 본 발명에 따른 선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 개략도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 일부 확대도이고, 도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 견인로봇의 확대도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 단계별 개략도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 선박이 플랫폼에 접안된 상태도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 접안의 흐름도이다. 또한, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인식마크 및 촬영된 인식마크의 개략도이고, 도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표계 변환의 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예 따른 선박 접안 시스템은, 선박(10)이 접안될 플랫폼(20)과, 선박(10)의 측면에 마련된 인식마크(12)를 인식하여 선박(10)과 접안면의 상대위치를 측정하는 비전인식처리부(30)와, 상대위치를 전달받아 선박(10)을 접안위치로 견인하는 견인로봇(40)을 포함한다.
또한, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 접안 장치는 플랫폼(20)에 접안될 선박(10)의 측면에 마련된 인식마크(12)를 인식하여 선박(10)과 플랫폼(20)의 접안면의 상대위치를 측정하는 비전인식처리부(30)와, 측정된 상대위치를 전달받아 선박(10)을 접안위치로 견인하는 견인로봇(40)을 포함한다.
여기서, 플랫폼(20)은 선박(10)이 접안되는 위치를 통칭하는 것으로, 예를 들어, 항만에 마련되는 부두시설 또는 해상에서 선박이 접안되는 이동항구를 의미하나, 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 플랫폼(20)에 접안될 선박(10)의 소정위치에는 인식마크(12)가 마련되며, 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 인식마크(12)는 정해진 소정의 패턴을 갖는다. 여기서, 소정의 패턴은 삼각형, 사각형 등의 다각형은 물론, 원형형상 등 다양한 형상이 사용될 수 있다. 다만, 비전인식처리부(30)에 의하여 촬영된 영상으로부터 인식마크(12)의 방향을 인식하기 위해서는 좌우 또는 상하로 비대칭인 형상을 갖는다. 패턴의 일 예로서, 도 10(a)에는 내부에 문자부(12b)가 구비된 사각형상 테두리부(12a)의 패턴을 도시한다. 도 10(a)에서 내부에 문자부(12b)가 하나 구비된 경우에 대하여 도시하였으나, 필요에 따라 테두리부(12a) 내부에 두 개 이상의 문자부가 마련될 수 있음은 물론이다. 여기서, 사각 형상 테두리부(12a) 내부에 위치하는 것으로서, 문자부(12b)를 그 예로 들었으나, 문자가 아닌 특정 모양 또는 형상이어도 무방하며, 여기서 문자부는 이를 통칭하는 개념으로 사용된다. 또한, 도 10(a)에서는 테두리부(12a)가 평면상에서 대칭인 형상을 가지므로, 문자부(12b)는 테두리부(12a) 내에서 비대칭이 되도록 테두리부(12a)의 내부에서 일측으로 편향된다. 이러한 인식마크(12)의 존재에 의하여, 이하에서 설명할 비전인식처리부(30)에 의한 선박(10)과 플랫폼(20) 접안면 간의 상대적인 위치의 측정이 가능하게 된다. 여기에서 선박(10)의 소정위치란 비전인식처리부(30)가 플랫폼(20)의 접안면과 결합되어 있는 위치에서 인식마크(12)를 인식할 수 있는 범위 내의 위치를 지칭하는 것이며, 선박(10)의 미리 약속된 위치일 수 있다. 도 1 또는 도 3에서는 선박(10)의 측면에 3개씩 군을 이루어 나란히 배열된 인식마크(12)가 마련되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 비전인식처리부(30)가 인식할 수 있는 범위 내에서 약속된 위치 또는 개수이면 어디든지 또는 몇 개이든지 가능하다. 즉, 선박(10)의 측면에서 1개, 2개, 또는 4개 이상씩 군을 이루어 나란히 배열될 수도 있으며, 동일 군에서 선박(10)의 길이방향으로 배열되지 않고 선박(10)의 깊이방향으로 배열될 수도 있다.
여기서, 인식마크(12)는 선박(10)의 측면에 부착되어 있을 수도 있으며, 각인되어 있을 수도 있음은 물론이다. 다만, 선박(10)의 측면에 인식마크(12)가 부착되는 경우에는 인식마크(12)와 선박(10)의 측면과의 적절한 접착수단, 예를 들어 용접 등의 수단이 사용될 수 있다. 또한, 인식마크(12)가 선박(10)의 측면에 각인되는 경우에는 선박의 건조단계에서부터 고려되거나, 차후에 각인될 수도 있음은 물론이다.
비전인식처리부(30)는 선박(10)에 마련된 인식마크(12)를 인식하며, 별도의 연산을 거쳐 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10)의 상대적인 위치를 측정하게 된다. 여기서, 비전인식처리부(30)는 그 명칭에서 알 수 있듯이, 인식마크(12)의 비전정 보를 확보하여, 확보된 정보의 처리를 통하여 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10)의 상대적인 위치를 측정하게 된다. 여기서, 인식마크(12)의 비전정보는 인식마크(12)의 영상일 수 있다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 비전인식처리부(30)는 비전촬영부(32)와, 비전촬영부(32)에서 촬영한 영상으로부터 인식마크(12)를 인식하고 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10) 사이의 상대위치를 연산하여 측정하게 되는 비전연산부(미도시)를 포함한다. 여기서, 비전촬영부(32)는 플랫폼(20)의 접안면에서 일부 또는 전부 돌출된 구조로 형성되어도 무방하고, 플랫폼(20)의 접안면의 내부에 함몰되어 설치되어도 무방하다.
또한, 비전촬영부(32)는 영상을 촬영할 수 있는 구성이면 모두 사용가능하며, 예를 들어 카메라, 구체적으로는 CCD 카메라 등이 사용될 수 있다.
또한, 도 2에서는 비전촬영부(32)가 견인로봇(40: 42, 44, 46)의 양측에 각각 마련되는 것에 대하여 도시하였으나, 견인로봇(40)의 일측에 마련되어도 되고, 견인로봇의 상하 또는 양측에 3개 이상 마련되어도 무방하다. 이는 선박(10)의 안정적인 견인을 위하여 플랫폼(20)의 상황이나 선박(10)의 규모 및 설계조건에 따라 적절히 선택가능하다.
비전연산부(미도시)는 비전촬영부(32)에서 촬영된 영상으로부터 영상처리를 수행하여 결과적으로 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10) 간의 상대적인 위치를 측정하게 된다. 비전연산부는 비전촬영부(32)와 함께 플랫폼(20)의 접안면에 결합되어 마련되어도 되고, 플랫폼(20)의 접안면과 결합되지 않고 별도로 마련되어도 무방한 것으로, 비전촬영부(32)에서 촬영된 영상을 전송받아 처리할 수 있는 위치이면 모두 가능하다.
비전연산부에서 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10) 간의 상대적인 위치를 측정하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 10(b)에 도시된 바와 같이, 비전촬영부(32)에 의하여 촬영된 영상은 실제로 인식마크(12)가 비스듬히 촬영된 영상(100)이 포함된다. 비전연산부는 비전촬영부(32)에 의하여 촬영된 영상으로부터 인식마크(12)를 인식하고 이로부터 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10) 간의 상대적인 위치를 측정하게 된다.
구체적으로, 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 예를 들어 인식마크(12)로서 사각형상의 테두리부(12a)와 테두리부(12a) 내부에 편향되어 위치하는 문자부(12b)가 구비된 패턴이 사용되는 경우에, 비전촬영부(32)에 의하여 인식마크(12)를 포함한 영상을 촬영하면, 촬영된 영상(100)은 사다리꼴 모양의 테두리부 영상(102)과 테두리부 영상(102) 내부의 문자부 영상(104)을 포함하게 된다. 이러한 촬영된 영상 자체는 2차원 영상으로서, 이는 3차원 형상이 2차원 영상으로 투영되기 때문이다. 이 후, 비전촬영부(32)에 의하여 촬영된 영상을 이치화(binarization)하여 각 픽셀의 밝기를 비교하여 윤곽선을 형성한 후, 사용된 인식마크(12)의 사각형상을 검색 및 매칭시킴으로써, 촬영된 영상으로부터 인식마크(12)를 인식할 수 있게 된다. 여기서, 인식마크(12)에 있어서 매칭되어 인식된 인식마크(12)의 특정 형상은 선박(10)의 식별코드로서의 기능도 수행할 수 있으며, 예를 들어, 테두리부(12a)의 특정형상 또는 테두리부(12a) 내부 문자부(12b)의 특정 형상이 선박(10)의 식별코 드가 될 수 있다. 여기서 선박(10)의 식별코드란, 선박의 종류, 선박의 규모, 선박의 접안 목적지, 선박내 화물 취급과 관련된 사항, 및 선박내 화물의 종류 등을 표현하는 여러 식별의 수단이 되는 코드를 의미한다.
다음으로, 인식된 인식마크(12) 영상과 실제 인식마크(12) 형상의 비교 또는 인식된 인식마크(12) 영상과 선박(10)의 접안 정위치에서의 인식마크(12) 형상의 비교를 통하여 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10)간의 상대적인 위치, 즉 인식마크(12)의 3차원 위치를 연산, 측정할 수 있게 된다. 이러한 연산, 측정은 다양한 방법이 사용될 수 있으나, 예를 들어, 비전촬영부(32)에서 촬영된 영상으로부터 인식된 인식마크의 영상(100)을 증강현실 기법에서 사용되는 기법으로서, 컴퓨터 비전처리 방법에 통하여 좌표계를 변환시켜 인식마크(12)의 3차원 위치를 연산, 측정할 수 있다.
구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 인식마크 좌표계(200)(XM, YM, ZM), 이상적 영상 좌표계(202)(XC, YC, ZC), 및 왜곡 좌표계(204)(XD, YD)를 설정하고, 인식마크 좌표계(200)와 이상적 영상 좌표계(202) 사이의 변환행렬 T와 이상적 영상 좌표계(202)와 왜곡 좌표계(204) 사이의 변환행렬 C를 구하고, 아래 변환식에 의해 이를 인식마크의 영상(100)에 대하여 적용하여 인식마크(12)의 3차원 위치를 연산, 측정할 수 있다. 여기서, 인식마크 좌표계(200)는 인식마크(12) 상의 좌표계이며, 이상적 영상 좌표계(202)는 비전촬영부(32)에서의 영상의 왜곡이 없는 이상적인 좌표계이며, 왜곡 좌표계는 비전촬영부(32)의 특성에 따른 왜곡이 고려된 좌표계이다.
Figure 112009056372455-PAT00001
Figure 112009056372455-PAT00002
[XM, YM, ZM은 인식마크 좌표계(200), XC, YC, ZC는 이상적 영상 좌표계(202), XD, YD는 왜곡 좌표계(204), T 및 C는 변환행렬]
여기서, 변환행렬 T 및 C는 컴퓨터 비전처리 방법으로 구할 수 있으며, 예를 들어, T는 매개변수(parameter)에 의하여 특정된 인식마커 좌표계(200) 상의 값과 이상적 영상 좌표계(202) 상의 값을 비교할 수 있는 비용함수(cost function)를 통하여 구할 수 있고, C는 알려진 격자 크기를 갖는 격자무늬 판을 이용하여 영상의 상호 매칭을 통하여 구할 수 있다.
이로써, 인식마크 좌표계(200)와 왜곡 좌표계(204) 사이의 변환이 가능하게 되고, 이는 인식마크(12)와 인식마크의 영상(100) 사이의 관계를 알 수 있게 된다.
또한, 인식마크(12)와 인식마크의 영상(100)과의 관계를 통하여 인식마크(12)와 비전촬영부(32) 사이의 3차원 위치를 파악할 수 있고, 도 3 또는 4에 도시된 바와 같이, 인식마크(12)는 선박(10)의 소정위치에 부착되어 있고, 비전촬영부(32)도 플랫폼(20)의 접안면의 소정위치에 위치하고 있으므로, 이러한 소정위치관계를 고려하여 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10)의 3차원 위치도 연산, 측정할 수 있다.
다음으로, 도 2 또는 4에 도시된 바와 같이, 견인로봇(40)은 비전인식처리부(30)로부터 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10)의 상대적인 위치를 전달받아 선박(10)을 플랫폼(20)의 접안면 정위치로 견인한다. 여기서, 견인로봇(40)은 선박(10)에 결합되어 고정될 착탈부(42)와 일단이 플랫폼(20)의 접안면과 결합되며 타단이 착탈부(42)와 연결되는 로봇팔(44, 46)을 포함할 수 있다.
착탈부(42)는 선박(10)에 착탈될 수 있는 구성이면 모두 사용가능하고, 예를 들어 공압을 이용한 흡착부이거나, 자력을 이용하기 위한 자석부일 수 있다. 공압을 이용하는 경우, 선박(10)에 접촉한 착탈부(42)에서 공기를 배출하는 별도의 공압수단(미도시)이 마련될 수 있음은 물론이며, 자력을 이용하는 경우에 자석부에 포함되는 전자석에 전기를 공급하기 위한 전기공급수단(미도시)이 마련될 수 있다.
로봇팔(44, 46)은 일단이 플랫폼(20)의 접안면과 결합되어 있고, 타단에 착탈부(42)가 연결되어 있으며, 로봇팔(44, 46)과 착탈부(42)의 연결은 예를 들어, 힌지결합 또는 유니버셜 조인트에 의한 결합일 수 있다. 여기서, 로봇팔(44, 46)은 착탈부(42)가 선박(10)에 결합되어 있는 상태에서 조절되어 플랫폼(20)의 접안 정위치에 위치시키는 역할을 한다.
로봇팔(44, 46)은 비전인식처리부(30)로부터 전달받은 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10)의 상대적인 위치에 기초하여, 선박(10)을 플랫폼(20)의 접안면 정위치에 위치시키는데, 견인로봇(40)이 플랫폼(20)의 접안면에 결합되어 있는 위치, 비전인식처리부(30)와의 상대적인 위치, 및 방현장치(22)의 이격을 고려하여 플랫폼(20)의 접안면을 이동시키게 된다. 여기서, 방현장치(22)는 선박(10)과 플랫 폼(20)의 접안면 간의 접촉을 완충하는 역할을 하는 장치를 의미하는 것으로 탄력성있는 재료로 형성되어 복수개 마련될 수 있다.
여기서, 로봇팔(44, 46)은 선박(10)을 견인할 수 있는 구조이면 모두 사용될 수 있으며, 도 2 또는 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 암(44) 및 이를 각각 연결하는 복수개의 관절(46)을 포함하여, 플랫폼(20)의 접안면의 6 자유도 견인이 가능하도록 마련될 수 있다.
여기서, 로봇팔(44, 46)은 복수개의 암(44) 및 관절(46)을 포함하는 구조뿐만 아니라, 플랫폼(20)의 접안면의 3차원적인 움직임을 견인할 수 있는 구조를 통칭하여 일컫는 것으로서, 예를 들어, 실린더가 구비된 1개 또는 2개 이상의 보의 조합 등도 포함하는 개념이다. 즉, “팔”의 의미는 플랫폼(20)의 접안면 이동의 자유도를 확보하기 위한 것으로서, 관절이 포함된 구조만을 의미하지는 않는다.
더욱이, 도면으로 도시하지는 않았으나, 견인로봇(40)에는 견인로봇(40)에 의한 선박(10)의 견인시, 해상에서 부유하고 있는 선박(10)의 움직임으로 인하여 견인로봇(40)에 전달되는 하중을 견딜 수 있도록 유압댐퍼(미도시)와 같은 장치가 부착되어, 플랫폼(20)의 접안면에 설치된 방현장치(22)와 마찬가지로 선박에 의하여 전달되는 하중을 분산시킬 수 있다. 여기서, 유압댐퍼는 견인로봇(40)의 암(44) 각각에 마련될 수도 있고, 견인로봇(40)이 플랫폼(20)의 접안면과 결합되어 있는 부분의 사이에 마련될 수도 있다.
이 때, 견인로봇(40)은 견인로봇 제어부(미도시)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 견인로봇 제어부는 비전인식처리부(30)로부터 플랫폼(20)의 접안면과 선 박(10)의 상대적인 위치를 전달받고, 상기 비전인식처리부(30)와 견인로봇(40)의 플랫폼(20) 접안면에서의 결합위치 등을 고려하여, 플랫폼(20)의 접안면이 선박(10)와 결합되기 위한 정위치에서 어긋나있는 3차원적인 이격을 연산하게 되며, 연산결과를 로봇팔(44, 46)의 이동 및 회전신호로 전환하고, 로봇팔(44, 46)에 의한 선박(10)의 플랫폼(20) 접안면 견인을 위한 제어신호를 로봇팔(44, 46)에 전달하게 된다.
이러한 제어신호에 의하여 로봇팔(44, 46)은 도 4에 도시된 바와 같이, 선박(10)을 플랫폼(20)의 접안면 정위치로 견인하게 된다.
여기서, 이러한 견인로봇 제어부는 플랫폼(20)의 접안면 내부 뿐만 아니라, 외부에 마련되어도 무방하다. 다만, 견인로봇 제어부는 비전인식처리부(30)로부터 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10) 사이의 상대적인 위치를 전달받을 수 있는 유무선 네트워크 상에 위치하여야 하며, 마찬가지로 견인로봇(40)에 제어신호를 전달할 수 있는 유무선 네트워크 상에 위치하여야 한다.
여기서, 견인로봇(40)은 플랫폼(20) 접안면으로의 안정적인 선박(10) 견인을 위하여 복수개 마련될 수 있으며, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 플랫폼(20)의 접안면을 따라 일렬로 마련될 수 있다. 하지만, 견인로봇(40)의 수는 이에 한정되지 않으며, 이는 플랫폼(20)의 규모 등에 따라서 적절히 선택될 수 있고, 플랫폼(20)에 마련된 견인로봇(40)은 선박(10)을 견인하는 경우에 모두 사용되지 않고 선박(10)의 규모에 따라 사용 개수가 선택될 수 있음은 물론이다. 이 경우, 각각의 견인로봇(40)에 있어서, 견인되어야 하는 선박(10)의 견인거리 내지 각도는 서로 다를 수 있으며, 선박(10)을 플랫폼(20)의 접안면 정위치로 이동시키는 동일한 목적으로 서로 다른 견인거리 내지 각도만큼을 견인할 수 있다.
또한, 견인로봇(40)은 플랫폼(20)의 접안면을 따라서 일렬로 마련되는 경우에 있어서, 각 위치마다 상하로 2개 이상 마련될 수도 있다.
이러한 견인로봇(40)은 비교적 근거리의 선박(10)을 플랫폼(20)의 접안면으로 견인하는 역할을 하게 되며, 비교적 근거리란 견인로봇(40)이 선박(10)에 부착되어 선박(10)을 견인할 수 있는 거리를 의미하는 것으로 이는 견인로봇(40)의 길이에 따라 달라질 수 있다.
또한, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 접안 시스템 또는 선박 접안 장치는 유도장치(50)를 더 포함할 수 있다. 유도장치(50)란 비교적 원거리에서 선박(10)을 플랫폼(20)으로 유도하는 장치를 모두 포함하는 것이나, 선박(10)을 견인로봇(40)이 선박(10)에 결합될 수 있을 정도의 근거리로 유도할 수 있다. 이러한 유도장치(50)는 플랫폼(20)에 마련되는 권취장치(52)와, 권취장치(52)로부터 연장되는 유도라인(54)과, 유도라인(54)의 일단을 선박(10)과 결합시키는 계류선(56)을 포함할 수 있다.
권취장치(52)는 유도라인(54)을 감거나 푸는 역할을 하는 것으로, 예를 들어 윈치일 수 있다. 또한, 유도라인(54)는 비교적 원거리에 위치하고 있는 접안될 선박(10)을 유도하기 충분할 정도의 강도를 갖는 라인일 수 있으며, 철 등의 금속재료로 형성될 수 있다.
계류선(56)은 플랫폼(20)과 선박(10)을 연결하는 역할을 하는 선박을 의미하 는 것으로 권취장치(52)로부터 연장된 유도라인(54)의 일단과 연결된 후, 접안될 선박(10)쪽으로 이동한 후, 선박(10)에 유도라인(54)의 일단을 결합하는 역할을 한다. 계류선(56)은 유인선이거나 혹은 무인선일 수 있다. 선박(10)과 유도라인(54)의 일단이 결합된 후에는 권취장치(52)에서 유도라인(54)을 감거나 거두어들임으로써, 접안될 선박(10)을 플랫폼(20)의 비교적 근거리로 유도하게 되며, 여기서 비교적 근거리라 함은 로봇팔(40)이 선박(10)의 측면에 결합될 수 있는 위치를 의미할 수 있다.
계류선(56)이 유도라인(54)을 선박(10)에 결합하는 것을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 초기에는 유도라인(54)이 권취장치(52), 예를 들어 윈치에 감겨있는 상태로서, 유도라인(54)의 일단이 플랫폼(20) 접안면의 소정위치에 위치하고 있게 된다. 여기서, 유도라인(54)의 일단이 플랫폼(20)의 접안면의 소정위치에 마련된 자석(미도시)에 결합되어 있을 수 있다. 여기서, 소정위치란 미리 약속되어 결정된 위치로서, 계류선(56)이 접근하여 유도라인(54)의 일단과 결합될 수 있는 위치를 의미하는 것으로, 계류선(56)의 접근에 따라 수동조작으로 유도라인(54)의 일단을 계류선(56)에 결합하여도 무방하나, 계류선(56)이 자동으로 결합될 수도 있음은 물론이다.
여기서, 도면으로 도시하지는 않았으나, 계류선(56)이 자동으로 유도라인(54)의 일단과 결합되는 경우에는 마찬가지로 비전인식처리부(30)에 의할 수 있다. 즉, 계류선(56)의 일면에 선박(10)의 측면에 마련되는 것과 같은 인식마크(미 도시)를 마련하고, 비전인식처리부(30)에서 이를 인식하여 계류선(56)과 유도라인(54)의 일단이 위치하는 곳의 상대적인 위치를 측정하고, 이러한 측정결과를 계류선(56)으로 전달함으로써, 계류선(56)이 유도라인(54)의 일단이 위치하는 곳으로 이동할 수 있도록 함으로써, 계류선(56)이 유도라인(54)의 일단과 원활히 결합될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 계류선(56)이 유도라인(54)의 일단이 위치하는 곳으로의 세밀한 이동은 마찬가지로 견인로봇(40)에 의할 수 있다. 물론, 이 경우에는 비전인식처리부(30)에서 측정한 계류선(56)과 유도라인(54)의 일단이 위치하는 곳의 상대적인 위치는 견인로봇(40)으로 전달된다. 여기서, 접안될 선박(10)을 견인하기 위한 비전인식처리부(30) 및 견인로봇(40)을 계류선(56)의 유도라인(54)과의 결합에 마찬가지로 이용할 수도 있고, 도면으로 도시하지는 않았으나, 별도의 비전인식처리부 및 견인로봇을 마련하여 이를 이용할 수도 있다. 또한, 비전인식처리부 또는 견인로봇 중 하나만을 별도로 마련하여 이용할 수도 있다.
또한, 계류선(56)과 유도라인(54)의 일단과의 자동찰탁을 위하여 자동찰탁 후크(미도시) 등이 마련될 수 있음은 물론이다.
계류선(56)이 유도라인(54)과 결합된 이후에는 계류선(56)이 자체 추진에 의하여 비교적 원거리에 있는 접안될 선박(10)으로 가게 되며, 계류선(56)이 유인선인 경우에는 선박조정자의 조정에 의하여 접안될 선박(10)으로 운항될 수 있고, 무인선인 경우에는 자동운항시스템(미도시)에 의하여 운항될 수도 있다. 계류선(56)은 접안될 선박(10)에 마련된 인식마크(12)를 인식하여, 접안될 선박(10)에 접근할 수도 있고, 별도로 구비된 GPS 장치에 의할 수도 있다.
접안될 선박(10)에 마련된 인식마크(12)를 인식하여 선박(10)에 접근하는 경우에는, 인식마크(12)를 인식하기 위한 별도의 비전인식처리부(미도시)가 계류선(56)에 마련될 수 있으며, 이러한 비전인식처리부는 비교적 원거리의 영상도 인식할 수 있도록 설계될 수 있다. 즉, 계류선(56)에 별도로 마련된 비전인식처리부에 의하여 선박(10)에 마련되어 있는 인식마크(12)를 인식하여, 계류선(56)과 선박(10)과의 상대위치를 측정하고, 이러한 측정결과를 바탕으로 계류선(56)이 선박(10)에 접근하며, 그 구체적인 방법은 상술한 바와 마찬가지이므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
또한, GPS 장치를 이용하는 경우에는 접안될 선박(10)에 마련되어 있는 GPS 장치의 위치정보를 수신하기 위한 수신부가 계류선(56)에 마련될 수 있다.
여기서, 계류선(56)에서 선박에 마련된 인식마크(12)를 인식하기 위한 비전인식처리부(미도시)에 있어서, 인식마크(12)의 인식을 위하여 계류선(56)이 선박(10)의 소정 위치까지 접근하여야 하는 경우, 비전인식처리부가 선박에 마련된 인식마크(12)를 인식할 수 있을 소정 거리까지는 GPS 장치를 이용하고, 이 후 인식마크(12)를 인식하여 접안될 선박(10)에 접근할 수도 있다.
또한, 접안될 선박(10)으로 접근한 계류선(56)은 선박의 측면 등에 마련되어 있는 유도라인(54) 결합부(미도시)에 유도라인(54)를 결합시킨다. 결합의 방법으로는, 접안될 선박(10)의 선원이 유도라인(54)과 접안될 선박(10)을 결합시킬 수도 있고, 계류선(56)이 유인선인 경우, 계류선(56)의 선원이 유도라인(54)과 접안된 선박(10)을 결합시킬 수 있다. 다만, 접안될 선박(10)의 선원에 의하여 결합되는 경우에는, 계류선(56)에서 유도라인(54)을 동 선원에게 전달할 수 있는 수단, 구체적으로 선박(10)의 데크쪽으로 유도라인(54)의 일단을 총 또는 포를 이용하여 전달할 수 있다.
여기서, 계류선(56)이 무인선인 경우 등에 있어서, 선박(10)의 측면에 자동으로 유도라인(54)을 결합시킬 수도 있다. 즉, 계류선(56)에 별도로 마련되어 있는 비전인식처리부(미도시)에 의하여 선박(10)의 측면에 마련되어 있는 인식마크(12)를 인식하고, 인식마크(12)로부터 선박(10)의 유도라인 결합부(미도시)의 미리 결정되어 있는 상대위치를 감안하여 계류선(56)이 유도라인 결합부에 유도라인(54)을 결합시킬 수도 있다. 여기서, 유도라인 결합부는, 도면으로 도시하지는 않았으나, 후크 등으로 형성될 수 있다.
다음으로, 유도라인(54)과 선박이 결합된 후에는 권취장치(52)의 권취에 의하여 플랫폼(20)의 근처로 선박(10)이 유도된다.
이와 같이, 접안될 선박(10)이 플랫폼(20) 접안면의 근거리로 접안된 후에는 유도라인(54)이 선박(10)으로부터 분리되게 되며, 이러한 분리는 작업자에 의하여 수동으로 이루어져도 무방하나, 선박의 유도라인 결합부의 자동적인 작동, 예를 들어 유도라인(54) 결합부가 후크로 형성된 경우에, 후크의 하방 젖힘 등의 방법에 의하여 자동으로 분리될 수 있다.
또한, 유도라인(54)이 유도된 선박으로부터 분리된 이후에는 권취장치(52)의 권취정도의 조절에 의하여 계류선(56)에 유도라인(54)이 결합되기 전 상태의 초기 위치로 복귀할 수 있다. 물론, 이러한 복귀는 작업자에 의한 별도의 수동작업에 의하여도 무방하며, 이러한 초기 위치에 자석 등의 별도의 부착수단에 의하여 유도라인(54)이 권취장치(52)의 권취에 의한 이동시 자석 부근에서 자력에 의하여 초기 위치에 복귀할 수도 있다.
이러한 유도장치(50)는 접안될 선박(10)의 안정적인 유도를 위하여 둘 이상 마련될 수 있으며, 이러한 유도장치(50)는 선박(10)이 접안되는 플랫폼(20)의 접안면을 따라 나란하게 배열될 수 있음은 물론이다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 접안 시스템 및 선박 접안 장치에 대하여 상술하였고, 본 발명의 일 실시예에 따른 견인로봇(40)에 의하여 선박(10)이 플랫폼(20)의 접안면에 접안과 함께 계류될 수도 있고, 선박(10)이 플랫폼(20)의 접안면에 접안된 이후 또는 접안되는 과정 중에 별도의 일반적인 계류장치를 이용하여 선박(10)이 플랫폼(20)에 접안됨과 동시에 계류될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박 접안 방법을 도 5 내지 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 선박 접안 방법은 접안될 선박(10)이 플랫폼(20)의 접안면으로 유도되고(S1), 비전인식처리부(30)가 선박(10)의 소정위치에 마련되어 있는 인식마크(도 4의 참조번호 12)를 인식하고 선박(10)과 접안면의 상대위치를 측정하고(S2, S3), 플랫폼(20)의 소정위치에 결합되어 있는 견인로봇(40)이 측정된 상대위치를 전달받아 선박(10)을 접안면에 접안한다(S4).
먼저, 접안될 선박(10)이 플랫폼(20)의 접안면으로 유도되는 것(S1)에 대하여 설명한다.
우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 플랫폼(20)에 마련된 권취장치(52)로부터 연장되는 유도라인(54)의 일단이 계류선(56)에 결합되고, 계류선(56)이 유도라인(54)과 결합된 상태로 비교적 원거리에 있는 선박(10)에 접근한다. 여기서, 계류선(56)이 유도라인(54)의 일단과 초기 결합되는 것은 앞서 설명된 바와 같으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 계류선(56)은 유도라인(54)을 선박(10)에 결합시킨다. 여기서, 계류선(56)이 유도라인(54)을 선박(10)에 결합시키는 구체적인 수단 내지 방법은 앞서 설명한 바와 같으므로 구체적인 설명은 생략한다.
이 후, 권취장치(52)는 연장된 유도라인(54)을 권취하여 회수하게 되며, 이러한 회수에 따라 선박(10)은 플랫폼(20)의 접안면 측으로 이동하게 되고, 이에 의하여 도 7에 도시된 바와 같이, 플랫폼(20) 접안면의 비교적 근거리까지 도달하게 된다.
여기서, 이러한 권취장치(52) 및 유도라인(54)은 안정적인 선박의 견인을 위하여 둘 이상 마련될 수 있음은 물론이다.
또한, 도면으로 도시하지는 않았으나, 하나의 계류선(56)이 둘 이상의 유도라인(54)과 결합하여 유도라인(54)을 선박(10)에 결합시킬 수도 있고, 유도라인(54)의 개수보다 적은 개수의 계류선(56)이 유도라인(54)을 선박(10)에 결합시킬 수도 있다. 다만, 이러한 경우에는 계류선(56)에 둘 이상의 유도라인(54)이 결합될 수 있는 유도라인 결합부(미도시)가 마련되어야 한다.
또한, 계류선(56)이 접안될 선박(10)으로 이동하는 것은 선박(10)에 마련되어 있는 인식마크(12)를 계류선(56)에 마련된 별도의 비전인식처리부(미도시)의 인 식함으로써 달성될 수 있으며, 또는 계류선(56)에 마련된 GPS 장치를 이용하여 선박(10)에 마련되어 있는 GPS 장치의 위치정보와 비교하여 달성될 수도 있다.
여기서, 계류선(56)에서 선박에 마련된 인식마크(12)를 인식하기 위한 비전인식처리부(미도시)에 있어서, 인식마크(12)의 인식을 위하여 필요한 소정 위치까지는 GPS 장치를 이용하고, 이 후 인식마크(12)를 인식하여 접안될 선박(10)에 접근할 수도 있다. 이와 관련하여 구체적인 내용은 앞서 설명한 바와 같으므로 생략하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 선박(10)이 플랫폼(20)의 근거리까지 도달하게 되면, 비전인식처리부(30)가 소정 범위의 영상을 촬영(S2)한다. 촬영된 영상에 의하여, 비전인식처리부(30)가 선박(10)의 소정위치에 마련되어 있는 인식마크(12)를 인식하고, 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10)의 상대위치를 측정(S3)하게 된다. 여기서, 비전인식처리부(30)는 비전촬영부(32)를 포함하여, 비전촬영부(32)가 촬영한 영상을 이치화(binarization)한 후, 각 픽셀의 밝기를 비교하여 인식마크(12)의 소정 패턴과 매칭하여 인식하며, 좌표계의 변환에 의하여 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10)의 상대적인 위치를 측정하게 된다. 인식마크(12)의 인식 내지 상대적인 위치 측정의 구체적인 방법은 앞서 설명한 것과 동일한 바 구체적인 방법은 생략하기로 한다.
비전인식처리부(30)에 의하여 플랫폼(20)의 접안면과 선박(10)의 상대적인 위치가 연산되면, 견인로봇(40)은 이러한 상대위치 또는 상대위치에 따른 제어신호를 전달받아 선박(10)을 플랫폼(20)의 접안면 정위치로 견인하여 접안(S4)시킨다.
구체적으로, 견인로봇(40)은 착탈부(42)와, 일단이 플랫폼(20)의 접안면과 결합되며 타단이 착탈부(42)와 연결되는 로봇팔(44, 46)을 포함하여, 로봇팔(44, 46)이 연장되어 착탈부(42)가 선박(10)의 소정 부위에 결합되어 고정되고, 착탈부(42)를 기준으로 로봇팔(44, 46)에 의하여 선박(10)이 플랫폼(20)의 접안면 정위치로 견인되게 된다.
구체적으로, 로봇팔(44, 46)이 연장되면서 착탈부(42)가 선박(10)의 소정 부분과 결합되게 된다. 여기서 소정 부분이란, 착탈부(42)의 결합이 용이한 선박(10)의 일면 부분을 지칭하는 것으로, 이러한 부분이 미리 소정 영역으로 설정되어 있을 수 있으며, 착탈부(42)는 이러한 선박(10)의 측면 부분에 결합되게 된다. 여기서, 착탈부(42)는 흡착부 또는 자석부일 수 있다.
다음으로, 착탈부(42)가 선박(10)의 측면에 결합 내지 부착된 상태에서 로봇팔(44, 46)에 의하여 플랫폼(20)의 접안면 정위치로 이동하게 된다(도 4 참조). 이 경우, 2개 이상의 견인로봇(40)이 마련되고, 각각의 견인로봇(40)마다 견인되어야 하는 선박(10)의 견인거리 내지 각도는 서로 다를 수 있으며, 선박(10)을 플랫폼(20)의 접안면 정위치로 이동시키는 동일한 목적으로 서로 다른 견인거리 내지 각도만큼을 견인할 수 있다.
로봇팔(44, 46)은 다관절 암의 구성을 가질 수 있으며, 복수개의 암(44) 및 이를 각각 연결하는 복수개의 관절(46)을 포함할 수 있다. 로봇팔(44, 46)의 구체적인 구성에 대하여는 앞서 설명한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
플랫폼(20)의 접안면에 선박(10)이 접안된 상태는 도 8과 같다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 접안 시스템 및 선박 접안 장치에 있어서의 견인로봇(40)에 의하여 선박(10)이 플랫폼(20)의 접안면에 접안과 함께 계류될 수도 있고, 선박(10)이 플랫폼(20)의 접안면에 접안된 이후 또는 접안되는 과정 중에 별도의 일반적인 계류장치를 이용하여 선박(10)이 플랫폼(20)에 접안됨과 동시에 계류될 수도 있다.
이상 본 발명의 실시예들에 따른 선박 접안 시스템, 선박 접안 장치, 및 선박 접안 방법의 구체적인 실시 형태를 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이 외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것은 명백하다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 개략도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 일부 확대도이고,
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 견인로봇의 확대도이고,
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 단계별 개략도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 선박이 플랫폼에 접안된 상태도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 접안의 흐름도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인식마크 및 촬영된 인식마크의 개략도이고,
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표계 변환의 개념도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 선박 20: 플랫폼
22: 방현장치 30: 비전인식처리부
40: 견인로봇 50: 유도장치

Claims (33)

  1. 선박이 접안될 플랫폼과,
    상기 선박의 측면에 마련된 인식마크를 인식하여 상기 선박과 상기 접안면의 상대위치를 측정하는 비전인식처리부와,
    상기 상대위치를 전달받아 상기 선박을 접안위치로 견인하는 견인로봇을 포함하는
    선박 접안 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선박 접안 시스템은,
    상기 선박을 상기 견인로봇이 상기 선박에 결합될 수 있는 위치로 유도하는 유도장치를 더 포함하는
    선박 접안 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유도장치는,
    상기 플랫폼에 마련되는 권취장치와,
    상기 권취장치로부터 연장되는 유도라인과,
    상기 유도라인의 일단을 상기 선박과 결합시키는 계류선을 포함하여
    상기 계류선에 의하여 연결된 유도라인의 권취를 통해 상기 선박을 상기 접안면으로 유도하는
    선박 접안 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유도장치는 둘 이상이며,
    상기 계류선은 상기 유도라인의 일단과 결합되어 상기 선박으로 이동하여 상기 유도라인의 일단을 상기 선박과 결합시키는
    선박 접안 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 계류선은 상기 선박의 측면에 마련된 상기 인식마크를 인식하여 상기 선박으로 이동하는
    선박 접안 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 계류선 및 상기 선박에는 GPS 장치가 마련되고,
    상기 계류선은 상기 인식마크의 인식이 가능할 때까지 상기 GPS 장치에 의하여 측정된 위치정보를 이용하여 상기 선박으로 이동하는
    선박 접안 시스템.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 계류선은 무인선인
    선박 접안 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 비전인식처리부는
    비전촬영부와,
    상기 비전촬영부에서 촬영한 영상으로부터 상기 인식마크를 인식하고 상기 상대위치를 측정하는 비전연산부를 포함하는
    선박 접안 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 견인로봇은
    상기 선박에 착탈가능한 착탈부와,
    일단이 상기 플랫폼과 결합되며 타단이 상기 착탈부와 연결되는 로봇팔을 포함하는
    선박 접안 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 착탈부는 흡착부 또는 자석부인
    선박 접안 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 견인로봇은 상기 접안면에 결합되어 있는
    선박 접안 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 견인로봇은 상기 선박의 요동에 의하여 전달되는 하중을 수용하는 유압 댐퍼를 더 포함하는
    선박 접안 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 견인로봇은 둘 이상 마련되는
    선박 접안 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 인식마크는 상기 선박의 식별코드를 더 포함하는
    선박 접안 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대위치는 상기 선박과 상기 접안면의 3차원 상대위치인
    선박 접안 시스템.
  16. 플랫폼에 접안될 선박의 측면에 마련된 인식마크를 인식하여 상기 선박과 상 기 플랫폼의 접안면의 상대위치를 측정하는 비전인식처리부와,
    상기 상대위치를 전달받아 상기 선박을 접안위치로 견인하는 견인로봇을 포함하는
    선박 접안 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 선박 접안 장치는,
    상기 선박을 상기 견인로봇이 상기 선박에 결합될 수 있는 위치로 유도하는 유도장치를 더 포함하는 선박 접안 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 유도장치는,
    상기 플랫폼에 마련되는 권취장치와,
    상기 권취장치로부터 연장되는 유도라인과,
    상기 유도라인의 일단을 상기 선박과 결합시키는 계류선을 포함하여,
    상기 계류선에 의하여 연결된 유도라인의 권취를 통해 상기 선박을 상기 접안면으로 유도하는
    선박 접안 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 유도장치는 둘 이상이며,
    상기 계류선은 상기 유도라인의 일단과 결합되어 상기 선박으로 이동하여 상기 유도라인의 일단을 상기 선박과 결합시키는
    선박 접안 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 계류선은 상기 선박의 측면에 마련된 상기 인식마크를 인식하여 상기 선박으로 이동하는
    선박 접안 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 계류선 및 상기 선박에는 GPS 장치가 마련되고,
    상기 계류선은 상기 인식마크의 인식이 가능할 때까지 상기 GPS 장치에 의하여 측정된 위치정보를 이용하여 상기 선박으로 이동하는
    선박 접안 장치.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 비전인식처리부는
    비전촬영부와,
    상기 비전촬영부에서 촬영한 영상으로부터 상기 인식마크를 인식하고 상기 상대위치를 측정하는 비전연산부를 포함하는
    선박 접안 장치.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 견인로봇은
    상기 선박에 착탈가능한 착탈부와,
    일단이 상기 플랫폼과 결합되며 타단이 상기 착탈부와 연결되는 로봇팔을 포함하는
    선박 접안 장치.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 견인로봇은 상기 선박의 요동에 의하여 전달되는 하중을 수용하는 유압댐퍼를 더 포함하는
    선박 접안 장치.
  25. 제 16 항에 있어서,
    상기 견인로봇은 상기 접안면에 둘 이상 마련되는
    선박 접안 장치.
  26. 접안될 선박이 플랫폼의 접안면으로 유도되고,
    비전인식처리부가 상기 선박의 소정위치에 마련되어 있는 인식마크를 인식하여 상기 선박과 상기 접안면의 상대위치를 측정하고,
    상기 플랫폼의 소정위치에 결합되어 있는 견인로봇이 상기 상대위치를 전달받아 상기 선박을 상기 접안면에 접안하는
    선박 접안 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 접안될 선박이 플랫폼의 접안면으로 유도되는 것은,
    상기 플랫폼에 마련된 권취장치로부터 연장되는 유도라인의 일단이 계류선에 의하여 상기 선박에 결합되고,
    상기 권취장치의 권취에 의하여 상기 선박이 상기 접안면으로 유도되는
    선박 접안 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 권취장치 및 상기 유도라인은 둘 이상이고,
    상기 계류선은 상기 유도라인의 일단과 결합되어 상기 선박으로 이동하여 상기 유도라인의 일단을 상기 선박과 결합시키는
    선박 접안 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 계류선은 상기 선박의 측면에 마련된 상기 인식마크를 인식하여 상기 선박으로 이동하는
    선박 접안 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 계류선 및 상기 선박에는 GPS 장치가 마련되고,
    상기 계류선은 상기 인식마크의 인식이 가능할 때까지 상기 GPS 장치에 의하 여 측정된 위치정보를 이용하여 상기 선박으로 이동하는
    선박 접안 방법.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 비전인식처리부는
    비전촬영부와,
    상기 비전촬영부에서 촬영한 영상으로부터 상기 인식마크를 인식하고 상기 상대위치를 측정하는 비전연산부를 포함하는
    선박 접안 방법.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 견인로봇은
    상기 선박에 착탈가능한 착탈부와,
    일단이 상기 플랫폼과 결합되며 타단이 상기 착탈부와 연결되는 로봇팔을 포함하는
    선박 접안 방법.
  33. 제 26 항에 있어서,
    상기 견인로봇은 상기 접안면에 둘 이상 마련되는
    선박 접안 방법.
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