KR20110116842A - 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법 - Google Patents

증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템은, 선박의 주변을 촬영하여 실제 영상을 출력하는 카메라 모듈; GPS 신호를 이용하여 상기 선박의 현 위치를 파악하는 위치감지 모듈; 상기 선박의 주변에 위치한 다른 선박의 운항정보를 확인하는 AIS(Automatic Identification System) 모듈; 항해정보를 포함하는 전자해도를 제공하는 전자해도 제공모듈; 상기 실제 영상에, 상기 전자해도에 따른 항해정보와 상기 다른 선박의 운항정보를 증강현실 처리하여 증강현실 처리된 영상을 출력하는 중앙 처리 모듈; 및 상기 증강현실 처리된 영상을 표시하는 표시모듈
을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법{Electronic Navigational Chart Display Method of Vessels Navigation System using Augmented Reality}
본 발명은 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 선박 주변의 영상에 항해와 관련된 정보들을 현실감 높게 표시해줄 수 있는 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법에 관한 것이다.
최근, 레저용 중소형 선박의 수요가 증가함에 따라, 종래 대형 선박에만 탑재되었던 전자해도 표시정보시스템(ECDIS: Electronic Chart Display and Information System)이 중소형 선박에 맞게 소형화 및 저가격화되고 있다.
이에 따라, 전자해도도 그 사용목적과 소형화 및 저가격화된 시스템에 맞추어져 적용되고 있다. 또한, 전자해도의 일부 기능만을 가지는 간이전자해도 제작기술도 발전하고 있으며, 실제로 간이전자해도를 적용한 디스플레이 장치도 활발히 제작되고 있다.
그러나, 종래의 전자해도 표시정보시스템은 기저장된 전자해도(ENC: Electronic Navigational Chart)를 통해 선박의 경로정보 및 해양지리정보를 표시하였기 때문에, 선박 운항자의 시야를 통해 인지되는 영상과는 많은 차이가 있었다.
다시 말해, 종래의 전자해도 표시정보시스템은 현실감이 떨어져, 운항자가 이전의 경험을 토대로 시야를 통해 인지되는 영상과 전자해도를 연관시켜 복합적으로 해석해야 하였고, 그 때문에 오판할 가능성도 큰 문제점이 있었다.
더욱이, 레저용 중소형 선박이 주로 운행되는 지역인 우리나라 인근 해는 암초가 많고 선박충돌사고가 발생할 가능성이 크기 때문에, 현실감이 떨어지는 종래의 간이전자해도와 그 표시장치를 이용하면 안전운항을 보장할 수 없어, 그 대책이 시급하다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 증강현실 기술을 이용하여 선박 주변의 영상에 전자해도로부터 선택적으로 추출한 항해정보를 중첩시켜 표시함으로써, 현실감 높은 항해정보를 제공할 수 있는 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 항해정보를 포함하는 해양지리정보와 주변 선박의 운항정보를 실시간으로 제공할 수 있어, 선박의 안전운항을 유도할 수 있는 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일면에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템은, 선박의 주변을 촬영하여 실제 영상을 출력하는 카메라 모듈; GPS 신호를 이용하여 상기 선박의 현 위치를 파악하는 위치감지 모듈; 상기 선박의 주변에 위치한 다른 선박의 운항정보를 확인하는 AIS(Automatic Identification System) 모듈; 항해정보를 포함하는 전자해도를 제공하는 전자해도 제공모듈; 상기 실제 영상에, 상기 전자해도에 따른 항해정보와 상기 다른 선박의 운항정보를 증강현실 처리하여 증강현실 처리된 영상을 출력하는 중앙 처리 모듈; 및 상기 증강현실 처리된 영상을 표시하는 표시모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 전자해도 제공모듈은, 증강현실 처리가능한 자료구조의 증강현실 시스템용 전자해도를 제공한다.
본 발명에 따르면, 증강현실을 통해 변수가 많아 예측하기 어려운 해양환경에서 위험요소나 주변상황에 대한 해양정보를 현실감 있게 제공할 수 있어, 해양정보의 인지도를 높일 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 현실감 높은 해양정보의 제공을 통해, 운항자의 안전운항을 유도함으로써 선박 사고를 줄일 수 있고, 나아가 선박사고로 인한 인명손실과 재산상의 손해를 줄일 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 운항자에게 육안으로 식별할 수 있는 바다 위의 상황과, 바다 아래쪽의 항해에 영향을 줄 수 있는 요인들을 함께 제공할 수 있는 총체적인 해상안전 안내서비스를 지원하여 선박의 안전운항에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 증강현실 처리되기 이전의 영상을 표시한 예.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 증강현실 처리된 영상을 표시한 예.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법을 도시한 흐름도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하의 본 발명은 해양환경에서 선박 주변의 실제 영상에, 부가정보를 갖는 가상의 이미지를 중첩시켜 하나의 영상으로 표시해줄 수 있는 증강현실시스템에 관한 것이다.
종래의 증강현실 안내시스템은 차량용으로 개발되어, 육지의 도로 위의 정해진 길 위에서 편리한 길 찾기를 제공하는데 반하여, 본 발명은 정해진 길이 없어 예측할 수 없는 바다라는 환경에서 선박 운항자가 안전하게 항해하기 위해 고려해야할 수많은 상황을, 사용자 편의성을 고려하여 현실감 있는 영상으로 제공할 수 있다.
다시 말해, 본 발명은 운항자가 목적지까지 안전한 항해를 하기 위하여 필요한 요건인, 육안으로 식별할 수 있는 바다 위의 상황(예컨대, 주변의 선박정보, 풍향, 풍속 등)과, 바다 아래쪽의 항해에 영향을 줄 수 있는 요인들(예컨대, 조류의 흐름, 암초, 수온 등)을 함께 제공할 수 있다. 즉, 본 발명은 총체적인 해상안전 안내서비스를 제공하여 선박의 안전운항에 기여할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 위치감지 모듈(110), AIS(Automatic Identification System) 모듈(120), 카메라 모듈(130), 전자해도 제공모듈(140), 중앙 처리 모듈(150) 및 표시모듈(160)을 포함한다.
위치감지 모듈(110)은 복수의 GPS 위성으로부터 수신한 시간과 거리신호에 삼각법을 적용하여 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)이 부착된 일 선박의 현 위치를 파악한다.
또한, 위치감지 모듈(110)은 자이로 컴파스(Gyro Compass)를 이용하여 일 선박의 방위정보를 파악한다. 참고로 설명하면, 자이로 컴파스는 고속으로 회전하는 자이로스코프의 회전축이 항상 지구의 북쪽을 가리키도록 한 것이며, 나침반과는 달리 항상 진북을 가리키며, 회전축에 적절한 무게의 추를 달고 있다는 점에서 자이로스코프와 구분된다.
AIS모듈(120)은 선박자동식별 장치라고도 불리며, 해상에서 선박 간의 충돌을 방지하기 위하여, 일 선박의 운항정보를 주변의 다른 선박에 제공하며, 또한 주변 선박으로부터 그의 운항정보를 실시간으로 제공받는다. 여기서, 운항정보는 속력, 침로 및 위치 등일 수 있다.
카메라 모듈(130)은 일 선박의 전방, 측방이나, 후방 등에서 일 선박의 주변 영상을 촬영하여 사용자 선택에 따른 방향의 실제 영상을 출력한다. 이때, 카메라 모듈(130)은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)나, CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등일 수 있다. 도 1에서는, 카메라 모듈(130)이 전방 카메라, 측방 카메라, 후방 카메라를 모두 포함하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 카메라 모듈(130)은 광각 카메라를 포함하여 전방, 측방 및 후방 중 하나 또는 두 개의 방향에만 구비될 수도 있으며, 회전하며 원하는 방향에 대한 영상을 선택적으로 촬영할 수 있다.
전자해도 제공모듈(140)은 선박의 항해와 관련된 방대한 정보인 항해정보를 포함하는 증강현실 처리가능한 자료구조의 증강현실 시스템용 전자해도를 저장한다.
부연하여 설명하면, 전자해도(ENC: Electronic Navigational Chart)는 종이 해도 상에 나타나는 해안선, 등심선, 수심, 항로표지(등대, 등부표), 위험물 및 항로 등과 같이 선박의 항해와 관련된 해도 정보를, 국제수로기구(IHO)의 표준규격(S-57)에 따라 디지털화하여 제작한 디지털 해도를 말한다. 그런데, S-57에 따라 제작된 전자해도는 컴퓨터 또는 다른 추가탑재(Embedded) 장치에 표시되는 자료구조로는 적합하지 않으므로, IHO에서는 해당 기기에 적합한 형태의 자료구조로 변환하여 사용할 것을 권고하고 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)의 전자해도 제공모듈(140)은 전자해도로 증강현실 시스템에 최적화된 증강현실 시스템용 전자해도(SENC: System ENC)를 사용한다.
중앙 처리 모듈(150)은 실제 영상에 증강현실 시스템용 전자해도로부터의 항해정보와 다른 선박의 운항정보를 증강현실 처리하고, 그 결과 증강현실 처리된 영상을 출력한다.
표시모듈(160)은 예컨대, TFT LCD로 구성되어, 중앙 처리 모듈(150)로부터 제공받은 증강현실 처리된 영상을 표시한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)에 의하여 표시되는 화면에 대하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 증강현실 처리되기 이전의 영상을 표시한 예이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 증강현실 처리된 영상을 표시한 예이다.
도 3과 같이, 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 도 2의 실제 영상 즉, 카메라 모듈(130)로부터의 실제 영상에 전자해도로부터 사용자 선택에 따라 추출된 해양정보를 중첩하여 표시한다. 여기서, 해양정보는 항로정보, 지형지물정보, 위험지역정보, 암초 정보나, 수심 정보 등이며, 본 발명의 실시예에 따른 시스템(10)은 이러한 해양정보를 사용자의 선택에 따라 추출하여 표시한다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템의 전자해도 표시 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참고하면, 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 기저장된 증강현실 시스템용 전자해도(SENC)의 파일을 연다(Open)(S410). 여기서, 증강현실 시스템용 전자해도는 증강현실 처리가능한 자료구조로 구성된 전자해도일 수 있다.
이어서, 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 증강현실 시스템용 전자해도를 메모리에 불러온다(S420).
그 다음으로, 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 GPS 정보와 자이로 컴파스의 방위정보를 이용하여 일 선박의 현 위치를 파악한다(S430).
그리고, 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 사용자의 선택에 따라 증강현실 처리되어 표시될 항목을 확인하고, 증강현실 시스템용 전자해도로부터 표시될 항목의 해양정보를 추출하며, 주변 선박으로부터 표시될 항목의 운항정보를 추출한다(S440). 여기서, 해양정보는 항로정보, 지형지물정보, 위험지역정보, 암초 정보나, 수심 정보 등일 수 있으며, 운항정보는 해당 선박의 속력, 침로나, 위치 등일 수 있다.
증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 추출한 해양정보와 운항정보를 기설정된 모양의 해양정보 이미지와 운항정보 이미지로 각각 변환한다(S450). 상세하게는, 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 사용자의 편의를 위해 수치로 표현된 해양정보와 운항정보를 기설정된 모양의 해양정보 이미지와 운항정보 이미지로 영상화하고, 해양정보 이미지와 운항정보 이미지에 대해 위치좌표(즉, 해당 해양정보의 영상이 표시될 위치좌표)를 부여한다.
증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 해양정보 이미지와 운항정보 이미지가 실제 영상과 대응되는 위치에 표시될 수 있도록, 해양정보 이미지와 운항정보 이미지의 위치좌표와 현 위치의 위도와 경도를 맵핑(Mapping)한다(S460).
증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 해양정보 이미지와 운항정보 이미지가 실제 영상에 대응하여 위치할 수 있도록, 증강현실 처리를 수행하여 증강현실 처리된 영상을 출력한다(S470). 여기서, 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 주변 선박의 운항정보를 표시함에 있어서, 거리에 따라 운항정보 이미지의 크기를 변화시켜 원근감 있게 표시할 수 있다.
증강현실 처리된 영상을 표시하기에 앞서, 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 일 선박이 기설정된 거리 이상으로 이동하였는지를 확인한다(S480). 여기서, 기설정된 거리는 일 선박이 주변 선박으로부터 AIS 정보를 제공받을지 여부를 판단하는 거리, 다시 말해 주변 선박이라고 판단하기 위한 임계거리일 수 있다.
증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 일 선박이 이동하였더라도 그 이동거리가 기설정된 거리 이내이면, 증강현실 처리된 영상을 표시한다(S490).
증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 목적지에 도착하거나 안내 종료 명령이 입력되기 전까지 (S430) 내지 (S490) 단계를 반복적으로 수행한다(S500).
반면, 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템(10)은 일 선박이 기설정된 거리 이상으로 이동하였으면, (S430)의 단계를 통해 일 선박의 현 위치를 재인식한다.
이와 같이, 본 발명은 증강현실을 통해 예측하기 어려운 해양환경에서 위험요소나 주변상황에 대한 해양정보를 현실감 있게 제공할 수 있어, 해양정보의 인지도를 높일 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 현실감 높은 해양정보의 제공을 통해, 운항자의 안전운항을 유도함으로써 선박 사고를 줄일 수 있고, 나아가 선박사고로 인한 인명손실과 재산상의 손해를 줄일 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 운항자에게 육안으로 식별할 수 있는 바다 위의 상황과, 바다 아래쪽의 항해에 영향을 줄 수 있는 요인들을 함께 제공할 수 있는 총체적인 해상안전 안내서비스를 지원하여 선박의 안전운항에 기여할 수 있다.
이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.
110: 위치감지 모듈 120: AIS 모듈
130: 카메라 모듈 140: 전자해도 제공모듈
150: 중앙 처리 모듈 160: 표시모듈

Claims (2)

  1. 선박의 주변을 촬영하여 실제 영상을 출력하는 카메라 모듈;
    GPS 신호를 이용하여 상기 선박의 현 위치를 파악하는 위치감지 모듈;
    상기 선박의 주변에 위치한 다른 선박의 운항정보를 확인하는 AIS(Automatic Identification System) 모듈;
    항해정보를 포함하는 전자해도를 제공하는 전자해도 제공모듈;
    상기 실제 영상에, 상기 전자해도에 따른 항해정보와 상기 다른 선박의 운항정보를 증강현실 처리하여 증강현실 처리된 영상을 출력하는 중앙 처리 모듈; 및
    상기 증강현실 처리된 영상을 표시하는 표시모듈
    을 포함하는 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전자해도 제공모듈은,
    증강현실 처리가능한 자료구조의 증강현실 시스템용 전자해도를 제공하는 것인 증강현실을 이용한 선박 항법 시스템.
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