KR20120134471A

KR20120134471A - 해적선 대응 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20120134471A
Application number: KR1020110053384A
Authority: KR
Inventors: 권형준
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2012-12-12
Also published as: KR101245761B1

Abstract

해적선 대응 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 일 측면에 따른 해적선 대응 시스템은, 레이더를 통해 포착한 해적선 이동정보를 생성하는 모선 및 상기 모선으로부터 수신되는 상기 해적선 이동정보를 이용하여 상기 해적선의 예상 이동위치를 추정하고, 추정한 상기 해적선의 예상 이동위치로 항법제어를 수행하여 상기 해적선을 추격하는 자선을 포함하며, 상기 모선은 상기 자선을 원격제어하기 위한 제어 신호를 상기 자선으로 전송하고, 상기 자선은 상기 해적선 이동정보 및 상기 제어 신호에 따라 추격 알고리즘을 설정한다.

Description

해적선 대응 시스템 및 그 방법{COUNTERMEASURES SYSTEM AND METHOD FOR PIRATE SHIP}

본 발명은 해적선 대응 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 대형상선이나 화물선과 같이 장거리를 항해하는 선박은 공해상에서 해적에 의한 공격에 노출될 수 있다.

실제로 최근 해적들이 기승을 부리면서 인도양을 항해하는 선박의 피해사례가 늘어나고 있으며, 이에 국제해사국(IMB)은 해적으로부터의 방어를 위한 장치를 선박에 비치하는 것을 조언하고 있다.

따라서, 피해지역에서는 선박으로 접근하는 미확인 소형선박을 레이더나 유관으로 경계를 하고, 소형선박이 해적선으로 식별되면 소방호스를 이용한 물대포를 방사하여 접근하지 못하도록 자위적 대응을 취하고 있다. 또한, 해적선이 근접한 상황에서는 선박의 외벽에 워터 커튼이나 철조망 등을 이용해 해적들이 선박으로 올라오지 못하게 방어하는 방법 등을 사용하고 있다.

그러나, 소방호스는 설치위치 및 방사범위가 제한적이며 해적선은 대부분 소형 쾌속정이어서 이동하는 해적선을 소방호스를 이용해 대응하는 것에는 한계가 있다. 그리고, 워터 커튼이나 철조망은 이미 선박에 근접한 무장 해적의 승선시간을 지연시킬 뿐 그 효과가 미비한 실정이다.

그나마, 위험 지역에서는 청원 경찰을 승선시켜 선박의 안전을 담당하는 경우가 있지만 그렇지 못한 경우가 대부분이다. 그리고, 해적들이 무장하고 있으므로 청원 경찰의 대응에도 한계가 있어 해적들은 근거리에서 계속 상선을 따라다니며 위협행위를 가하고 있는 실정이다.

따라서, 해적들에게 피해를 받지 않기 위해 가장 중요한 것은 해적선이 선박에 접근하여 승선을 하지 못하도록 막는 것이 매우 중요하며 이를 위한 대응 방안이 시급한 실정이다.

본 발명의 실시 예는 선박에 구비되는 구명정을 이용하여 해적선에 능동적으로 대응하는 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 레이더를 통해 포착한 해적선 이동정보를 생성하는 모선; 및 상기 모선으로부터 수신되는 상기 해적선 이동정보를 이용하여 상기 해적선의 예상 이동위치를 추정하고, 추정한 상기 해적선의 예상 이동위치로 항법제어를 수행하여 상기 해적선을 추격하는 자선을 포함하며, 상기 모선은 상기 자선을 원격제어하기 위한 제어 신호를 상기 자선으로 전송하고, 상기 자선은 상기 해적선 이동정보 및 상기 제어 신호에 따라 추격 알고리즘을 설정하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 시스템.

자선을 운용하기 위한 제어신호와 레이더를 통해 포착한 해적선 이동정보를 상기 자선으로 전송하는 모선; 및 상기 모선으로부터 수신되는 제어신호와 상기 해적선 이동정보를 파악하여 상기 해적선의 예상 이동위치를 추정하고, 추정한 상기 해적선의 예상 이동위치로 항법제어를 수행하여 상기 해적선을 추격하는 자선을 포함하는 해적선 대응 시스템을 제공한다.

또한, 상기 모선은, 상기 해적선의 전파 반사를 통해 상기 모선으로부터의 방위, 거리 및 형태 중 적어도 하나를 측정하는 레이더; 상기 자선을 원격 제어하기 위한 상기 제어신호를 입력하는 입력부; 상기 제어신호를 생성하고, 상기 모선의 위치정보와 상기 해적선의 방위와 거리정보에 기초하여 상기 해적선의 위치(좌표), 침로 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 해적선 이동정보를 생성하는 제어부; 및 상기 제어신호 및 위치정보를 무선통신을 통해 상기 자선으로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 형태에 따라 상기 해적선의 전장 및 전폭 중 적어도 하나를 포함하는 크기정보를 추정하고, 상기 통신부는 상기 크기정보를 상기 자선으로 전송할 수 있다.

또한, 상기 자선은, 안테나를 통해 상기 모선과 무선통신을 수행하여 상기 제어신호, 해적선 이동정보 및 크기정보 중 적어도 하나를 수신하는 모뎀부; 프로펠러를 구동하여 상기 자선의 이동을 위한 추력을 발생하는 엔진부; 방향타를 회전시켜 상기 자선의 이동방향을 조절하는 방향타 구동부; 및 GPS(Global Positioning System)와 자이로 센서를 이용하여 상기 자선의 위치, 침로 및 속도를 파악하고, 상기 추격 알고리즘을 바탕으로 상기 엔진부와 방향타를 제어하는 제어기; 및 복수의 밸러스트 탱크를 포함하며 각 탱크의 해수 유입구를 통해 입출되는 해수의 양으로 부력을 조절하는 부력 조절부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어기는, 상기 자선의 현재 위치와 소정시간 이후의 상기 해적선의 예상 이동위치를 비교하고, 상기 자선을 상기 소정시간 이후에 상기 해적선의 예상 이동위치로 이동시키기 위한 추격경로를 계산할 수 있다.

또한, 상기 제어기는, 상기 해적선의 위치좌표를 중심으로 상기 해적선의 전장과 전폭을 설정하되, 전장을 해적선 침로방향으로 연장하여 선수와 선미를 설정하고, 상기 제어신호에 따라 상기 해적선의 선수 추격 알고리즘 또는 선미 추격 알고리즘 중 어느 하나에 의한 항법 제어를 수행할 수 있다.

또한, 상기 자선은, 방탄재질의 전폐형 선체부를 더 포함하며, 충돌에 대비한 보강재와 통신장비 및 영상장비를 보호하는 방탄성 투명 함체를 포함할 수 있다.

또한, 상기 자선은, 상기 모선에 탑재되는 구명정이며 대빗(davit)에 의해 진수될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 모선과 모선에 탑재되는 자선이 연동하여 해적선에 대응하는 방법에 있어서,

a) 상기 모선이 자선을 운용하기 위한 제어신호 및 레이더를 통해 포착한 해적선 이동정보를 상기 자선으로 전송하는 단계; b) 상기 자선이 GPS(Global Positioning System)와 자이로 센서를 이용하여 위치, 침로 및 속도을 파악하고, 상기 모선으로부터 수신되는 상기 해적선 이동정보를 기초로 소정시간 이후의 예상 이동위치를 추정하는 단계; c) 상기 자선이 상기 제어신호에 따라 소정시간에 상기 예상 이동위치에 도달하기 위한 추격경로를 생성하는 단계; 및 d) 상기 자선이 상기 해적선의 예상 이동위치로 항법제어를 수행하여 상기 해적선을 추격하는 단계를 포함하는 해적선 대응 방법을 제공한다.

또한, 상기 c) 단계는, 상기 제어신호에 따라 설정된 해적선 추격 알고리즘을 실행하는 단계; 및 상기 추격 알고리즘을 바탕으로 상기 자선의 현재 위치와 상기 해적선의 예상 이동위치를 비교하여 상기 소정시간 이후에 상기 해적선의 예상 이동위치로 이동시키기 위한 추격 침로와 속도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 a) 단계는, 상기 레이더를 이용하여 상기 해적선의 형태에 따른 크기정보를 추정하여 상기 자선으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 해적선 크기정보를 상기 해적선의 위치와 침로에 반영하여 해적선의 선수와 선미 생성 조건을 설정하는 단계; 및 상기 조건에 따라 해적선의 위치 좌표를 기준으로 상대적인 선수 좌표와 선미 좌표를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 상기 제어신호를 분석하여 상기 해적선의 선체, 선수 및 선미 중 어느 하나에 대한 추격 명령을 확인하는 단계; 및 상기 추격 명령에 상응하여 상기 해적선의 위치(선체 중앙) 좌표, 선수 좌표 및 선미 좌표 중 어느 하나를 상기 예상 이동위치로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 추격 명령에 따라 상기 해적선의 선체, 선수 및 선미 중 어느 하나의 부위를 선택적으로 추격할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계 이후에, 상기 자선은 상기 해적선의 이동정보의 변경으로 변화되는 예상 이동위치에 대응하여 상기 추격경로를 변경할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 모선과 자선이 연동하여 자선이 접근해 오는 해적선에 충돌을 유발하거나 진로를 방해함으로써 해적선의 위협에 능동적으로 대응 할 수 있다.

특히, 해상에서는 선박이 충돌하는 것만으로도 상당한 위협을 줄 수 있으며, 해적선이 고정되지 않은 상태에서는 갈고리와 밧줄을 이용하여 수십 미터 높이의 모선에 승선하기가 어려우므로 해적선이 어느 위치에 있더라도 지속적으로 밀어내거나 위협을 가하여 해적들의 승선의지를 무력화하는 효과가 있다.

또한, 모선, 자선 및 해적선의 위치에 따라 해적선의 선수부분 및 선미부분을 선택적으로 추격하는 알고리즘을 통해 상황에 따라 다각적인 방법으로 해적선이 접근하지 못하도록 저지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 2 및 도 3을 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 모선 및 자선의 구성을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자선의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 해적선의 선체 추격 알고리즘을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 해적선의 크기정보를 추정하는 방법을 나타낸다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 해적선의 선미 추격 알고리즘을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 방법 중 선미 추격 방법을 나타낸 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 시스템을 나타내는 개념도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 시스템은 선박과 선박에 탑재된 구명선이 연동하며, 선박의 제어로 진수되는 구명정이 접근해 오는 해적선에 충돌을 유발함으로써 해적선의 위협에 능동적으로 대응 한다.

이하, 명세서 전체에서 상기 선박(상선)을 모선으로 하고, 모선에 탑재되어 유사시에 운용되는 구명선을 자선으로 명명한다.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 해적 대응 시스템은 모선(100) 및 자선(200)을 포함한다.

모선(100)은 자선(200)을 운용하기 위한 제어신호와 레이더를 통해 포착한 해적선(10)의 이동정보를 실시간으로 자선(200)에 전송한다.

자선(200)은 모선과 실시간 통신가능 무선 모뎀을 장착하며 해적선(10)의 위치와 침로, 속도를 파악하고, 미리 설정된 추격 알고리즘에 따른 항법제어를 수행하여, 해적선(10)에 충돌을 유발하거나 모선(100)으로의 접근 항로를 방해한다.

여기서, 상기 추격은 자선(200)이 해적선(10)의 위치를 추적하고 해적선(10)의 위치로 이동하여 충돌, 접촉, 진로방해 및 밀어내는 등의 자위적 대응을 수행하는 것을 의미한다. 그래서, 본 발명의 실시 예에 따른 해적 대응 시스템은 모선(100)과 자선(200)의 연동으로 자선(200)을 통해 해적의 위협에 능동적으로 대처할 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3을 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 모선(100) 및 자선(200)의 구성을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모선을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모선(100)은 레이더(110), 입력부(120), 제어부(130), 통신부(140) 및 야간 투시부(150)를 포함한다.

레이더(110)는 모선에 장착되어 전파를 방사하고 해적선에 의한 전파 반사를 통해 모선으로부터의 방위, 거리 및 형태를 측정한다. 여기서, 상기 형태는 해적선으로부터 반사된 전파크기를 의미한다.

일반적으로 해적선은 레이더(110)에 포착이 되지 않기 위해 레이더 전파의 반사를 최소화하는 소형선박을 이용한다.

레이더(110)는 해적선이 소형선박으로 이루어진다 하더라도 통상 상선용 레이더의 성능상 일반적으로 1~2 NM(Nautical Mile)되는 거리에서는 그 위치를 파악할 수 있다. 또한, 그 정도 거리에서는 견시를 통해 유관으로 해적 유무를 판단할 수 있다.

이 밖에도 레이더(110)는 선박용 고화질 야간 투시부(150)와 연동하여 야간에서도 약10Km 이내 선박의 속도나 이동방향을 분석해 해적선으로 의심되는 선박을 자동 판별할 수 있다. 또한, 레이더(110)는 고속의 X 밴드 레이더를 적용하여 48RPM의 회전속도로 안테나를 회전시켜 해적선(10)의 위치를 약 1.25초 주기로 갱신할 수 있다.

입력부(120)는 시스템 제어를 위한 명령을 입력하는 조작수단으로, 자선(200)을 자동/수동으로 원격 제어하기 위한 제어명령을 입력한다.

입력부(120)는 자선을 자동 모드로 제어 시 미리 설정된 추격 알고리즘에 따라 해적선에 충돌하는 제어명령을 입력한다. 또한, 입력부(120)는 자선(200)을 수동 모드로 제어 시 조이스틱과 같은 원격제어모듈(미도시)과 연결되어 제어신호를 입력할 수 있다.

제어부(130)는 모선의 GPS(Global Positioning System) 위치정보와 레이더(110)에서 측정되는 해적선(10)의 방위와 거리정보에 기초하여 해적선(10)의 위치(좌표), 침로 및 속도를 포함하는 이동정보를 계산하고, 상기 형태에 따른 해적선의 크기정보를 추정한다.

제어부(130)는 자선(200)을 자동/수동 모드로 제어하기 위한 제어신호를 생성한다. 상기 자동 모드에서의 제어신호는 해적선의 선체, 선수 및 선미에 대한 추격 알고리즘으로 구분될 수 있다.

여기서, 상기 선체에 대한 추격 알고리즘은 자선(200)을 해적선 이동정보를 고려한 예상 이동위치에서 해적선(10)과 충돌하도록 항법 제어를 수행하는 것이다. 마찬가지로 선수 및 선미에 대한 추격 알고리즘은 해적선 이동정보를 고려하여 해적선(10)의 선수 지점과 선미 지점에서 자선(200)이 충돌을 유발하도록 항법 제어를 수행하는 것이다. 여기에 대한 설명은 뒤에서 자세히 설명한다.

통신부(140)는 제어부(130)에서 생성되는 제어신호, 위치정보 및 크기정보를 무선통신을 통해 자선으로 전송한다.

이상의 모선(100)의 시스템 구성은 본 발명의 실시 예에 따른 자선(200)의 제어를 위한 필수 구성만을 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 모선의 구동을 위한 전반적인 운용을 담당하는 중앙 시스템으로의 공지된 다양한 구성을 더 포함할 수 있다.

한편, 모선(100)에는 난파될 경우를 대비해서 선원/승객이 피난할 수 있도록 자선(예; 구명정)이 탑재된다.

상기 자선은 위치센서인 GPS를 탑재하고 있으며, 외부와 통신을 할 수 있는 무전기도 장착이 되어 있을 뿐 아니라 엔진이 탑재되어 자력으로 운항이 가능하다. 이러한 자선은 대빗(davit)이라는 크레인 장치를 이용하여 유사시 바다로 진수된다.

본 발명의 실시 예에 따른 자선(200)은 해적선(10)의 위협에 대응시 탑승자가 없는 무인상태에서 모선(100)에 의해 원격 제어되므로 아래와 같은 구성을 포함한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자선의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자선(200)은 GPS(210), 자이로 센서(220), 모뎀부(230), 엔진부(240), 방향타 구동부(250), 제어기(260), 부력 조절부(270) 및 선체부(280)를 포함한다.

GPS(210)는 자선(200)의 위치 및 속도를 측정한다.

자이로 센서(220)는 자선(200)의 이동방향을 측정한다.

모뎀부(230)는 안테나(231)를 통해 모선(100)과 무선통신을 수행하여 해적선에 능동적으로 대응하기 위한 제어신호와 실시간 해적선(10)의 위치(좌표), 침로 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 해적선 이동정보를 수신한다.

엔진부(240)는 선미에 구성된 프로펠러(241)를 구동하여 자선(200)의 이동을 위한 추력을 발생한다. 엔진부(240)는 제어기(260)의 속도 제어에 따라 프로펠러(241)의 회전량을 조절한다.

방향타 구동부(250)는 서보 모터로 구성될 수 있으며 제어기(260)의 방향 제어에 따라 축으로 연결되는 방향타(251)를 좌우로 회전시켜 자선(200)의 이동방향을 조절한다.

제어기(260)는 GPS(210)를 이용하여 자선(200)의 위치와 속도를 파악하고, 자이로 센서(220)를 이용하여 자선(200)의 이동방향을 파악한다. 그리고, 모선(100)에서 주기적으로 수신되는 해적선 이동정보를 갱신한다.

제어기(260)는 자선(200)의 위치, 해적선 이동정보 및 모선(100)의 제어신호로 설정된 추격 알고리즘을 바탕으로 연산된 자선(200)의 침로와 속도를 유지하도록 엔진부(240)와 방향타 구동부(250)를 항법 제어하여 자선(200)을 해적선(10)의 예상위치로 유도하여 충돌을 유발시킨다.

부력 조절부(270)는 복수의 밸러스트 탱크를 포함하며, 각 탱크의 해수 유입구를 통해 입/출되는 해수의 양으로 부력을 조절한다. 부력 조절부(270)는 자선(200)이 물리적으로 손상되어 기울어지거나 뒤집어지는 경우 균형을 잡기 위해 부력을 조절할 수 있다.

선체부(280)는 자선(200)의 외형을 이루는 몸체(body)로 전체적으로 곡면지는 유선형을 이루며 총기류와 같은 외부충격에 관통되지 않는 재질로 구성된다. 그리고, 해적선과의 접촉 시 해적들이 임의로 승선할 수 없도록 내부가 개방되지 않은 전폐형으로 구성될 수 있다.

또한, 선체부(280)는 방탄재질로 구성되며, 전면에 충돌에 대비해 설치되는 보강재(281) 및 GPS(210), 안테나(231)와 같은 통신장비와 카메라(미도시)와 같은 영상장비를 외부 공격으로부터 보호하는 방탄성 투명 함체(282)를 포함한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 시스템은 전술한 구성에 따라 해적선의 선체, 선수 및 선미에 대한 추격을 수행할 수 있으며, 이러한 추격 알고리즘을 아래의 도 4내지 도 6을 통하여 설명한다.

먼저, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 해적선의 선체 추격 알고리즘을 나타낸 개념도이다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어기(260)는 모선(100)으로부터 수신되는 해적선 이동정보에서 해적선(10)의 위치(x2,y2), 침로2 및 속도2를 추출하고, 임의의 시간(t) 후의 해적선(10)의 예상 이동위치(x3,y3), 침로3, 속도3을 산출한다. 그리고, 제어기(260)는 자선(200)의 현재 위치(x1,y1)와 해적선(10)의 예상 이동위치(x3,y3)를 비교하여 상기 임의의 시간(t) 이후에 해적선(10)의 예상 이동위치(x3,y3)에 도달하기 위한 침로1와 속도1를 계산한다. 여기서, 임의의 시간(t)은 자선(200)의 속도한계 범위와 해적선(10)과의 거리를 고려하여 설정되며, 실험 및 시뮬레이션을 통해 데이터화한 값으로 구할 수 있다.

즉, 제어기(260)는 해적선의 이동정보에 따른 예상위치를 목표로 하여 자선(200)의 침로 및 속도를 계산하고, 그에 따라 엔진부(240)와 방향타 구동부(250)에 대한 항법 제어를 수행하여 해적선(10)을 추격한다.

다음, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 해적선의 크기정보를 추정하는 방법을 나타낸다.

첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자선(200)의 제어기(260)는 해적선 이동정보와 해적선의 추정된 해적선의 크기정보를 수신할 수 있으며 이를 토대로 해적선의 선수와 선미를 구분할 수 있다. 여기서, 상기 해적선의 크기정보는 전장과 전폭을 포함한다.

제어기(260)는 해적선(10)의 위치(좌표)를 중심으로 상기 전장길이를 침로의 길이방향으로 연장 반영하여 선수 좌표(a)와 선미 좌표(b)를 생성한다. 또한, 상기 해적선(10)의 위치를 중심으로 침로의 길이방향에 수직한 전폭 좌표(c, d)를 생성한다. 상기 좌표들(a, b, c, d)은 해적선(10)의 위치 좌표를 기준으로 하는 상대좌표이며, 침로 방향으로 선수와 선미가 구분된다.

다음, 도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 해적선의 선미 추격 알고리즘을 나타낸 개념도이다.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자선(200)의 제어기(260)는 모선(100)으로부터 해적선(10)의 선미 추격 알고리즘에 따른 제어신호를 수신한다. 그러면, 모선(100)에서 수신되는 해적선 이동정보에서 해적선(10)의 위치(x2,y2), 침로2 및 속도2를 추출하고, 해적선(10)의 위치(x2,y2)를 기준으로 하는 선수 좌표(a)와 선미 좌표(b)를 생성한다.

그리고, 제어기(260)는 임의의 시간 (t)후에 해적선(10)의 선미 좌표(b)의 예상 이동위치(b'), 침로3, 속도3을 산출한다. 그리고, 제어기(260)는 자선(200)의 현재 위치(x1,y1)와 해적선 선미 좌표의 예상 이동위치(b')를 비교하여 상기 임의의 시간(t) 이후에 해적선 선미에 도달하기 위한 침로1과 속도1를 계산하여 해적선의 선미부분을 추격한다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 위와 같은 방법을 참조하여 자선(200)의 제어기(260)는 모선(100)으로부터 해적선(10)의 선수 추격 알고리즘에 따른 제어신호를 수신하여 해적선의 선수부분을 추격할 수 도 있다.

따라서, 모선(100)은 접근하는 해적선(10)의 위치와 자선(200)의 위치에 따라 해적선(10)의 선수 또는 선미 부위를 선택적으로 추격할 수 있는 제어신호를 자선(200)에 전송하고, 자선(200)이 추격 알고리즘에 따른 항로 제어를 통해 효율적인 대응을 수행할 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 방법을 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모선(100)은 레이더(110)를 통하여 해적선(10)을 식별하면, 해적선 대응을 위한 자선(200)을 진수하여 출동시킨다.

모선(100)은 레이더(110)를 이용하여 해적선(10)의 위치를 측정하고(S101), 제어신호 및 해적선 이동정보를 생성하여(S102), 무선 통신을 통해 자선(200)으로 전송한다(S103). 이 때, 해적선 이동정보는 상기 S101 내지 S103 단계를 레이더(110)의 측정주기에 따라 반복하여 해적선(10)으로 인한 비상상황이 종료 시까지 전송하며, 상기 제어신호는 명령 초기 또는 명령 변경 시에 전송될 수 있다.

자선(200)은 GPS(210)와 자이로 센서(220)를 이용하여 자선(200)의 위치, 침로 및 속도를 측정한다(S104). 또한, 모선(100)으로부터 해적선 추격 알고리즘에 따른 제어신호와 해적선 이동정보를 수신하여, 해적선 위치, 침로 및 속도를 파악한다(S105).

자선(200)은 상기 제어신호로 미리 설정된 선체 추격 알고리즘에 따라 임의의 시간(t)이후에 해적선의 예상 이동위치를 계산한다(S106). 그리고, 자선(200)의 위치와 상기 예상 이동위치를 비교 계산하여, 상기 임의의 시간(t) 이후에 자선(200)이 상기 예상 이동위치에 도달하기 위한 침로와 속도를 생성한다(S107).

그리고, 자선(200)은 자신의 침로 및 속도(추격경로)와 선체 추격 알고리즘에 따라 상기 예상 이동위치에서 해적선(10)과 충돌하도록 항법 제어를 수행한다(S108). 자선(200)은 상기 S104 단계 내지 S108 단계를 추격 성공 시까지 반복한다. 이 때, 해적선(10)의 침로 및 속도 변경에 따라 추정되는 예상 이동위치가 변경될 수 있으며, 자선(200)은 이러한 변화에 대응하여 침로 및 속도를 적절히 변경함으로써 추적 할 수 있다.

이후, 자선(200)은 해적선(10) 추격에 성공하면(S109; 예), 추격 완료 메시지를 모선(100)으로 전송하고 다음 명령을 대기한다(S110).

한편, 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면 자선(200)은 제어신호에 따른 상기 선체 추격 알고리즘 이외에 해적선(10)의 선수 추격 방식과 선미 추격 방식의 두 가지 추격 알고리즘을 더 수행할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 방법 중 선미 추격 방법을 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모선(100)이 해적선을 식별하여 자선(200)을 진수하고, 레이더를 이용한 해적선의 이동정보 및 제어신호를 생성하는 과정은 상기 도 7과 동일하다(S201, S202).

여기에, 모선(100)은 레이더(110)에서 측정되는 해적선(10)의 형태와 견시를 통해 해적선(10)의 크기정보를 추정한다(S203).

모선(100)은 무선 통신을 통해 제어신호, 해적선 이동정보, 크기정보를 전송한다(S204). 이 때, 해적선 이동정보는 해적선(10)으로 인한 비상상황이 종료 시까지 주기적으로 갱신하며, 상기 제어신호와 크기정보는 전송 초기에만 전송될 수 있다.

자선(200)은 GPS(210)와 자이로 센서(220)를 이용하여 자선(200)의 위치, 침로 및 속도를 측정한다(S205). 또한, 모선(100)으로부터 수신된 해적선 이동정보를 분석하여 해적선 위치, 침로 및 속도를 파악한다(S206).

그리고, 자선(200)은 해적선 크기정보를 해적선의 위치와 침로에 반영하여 선수와 선미의 생성조건을 설정한다(S207). 예컨대, 상기 해적선의 전장길이가 10M인 경우 해적선(10)의 위치(좌표)를 중심으로 침로의 길이방향에서 5M 전후방으로 연장된 지점을 선수와 선미 생성조건으로 설정한다.

또한, 자선(200)은 수신된 제어신호를 분석하여 선미 추격 명령으로 확인되면(S208), 미리 설정된 선미 추격 알고리즘에 따라 임의의 시간 이후에 해적선의 선미 예상 위치를 계산한다(S209). 즉, 상기 선미 예상 위치는 상기 선미 설정에 따라 해적선 예상 이동위치(좌표)에서 침로방향으로 5M 후방 지점의 상대좌표로 결정 된다.

자선(200)은 자신의 위치와 해적선의 선미 부분의 예상 이동위치를 비교 계산하여, 상기 임의의 시간(t) 이후에 자선(200)이 선미 예상 이동위치에 도달하기 위한 추격경로를 생성한다(S210).

자선(200)은 자신의 침로 및 속도와 선미 추격 알고리즘에 따라 상기 선미 예상 위치에서 해적선(10)과 충돌하도록 항법 제어를 수행한다(S211). 그리고, 자선(200)은 상기 S205 단계 내지 S211 단계를 추격 성공 시까지 반복한다.

이후에, 자선(200)은 해적선(10)과의 충돌로 추격에 성공하면(S212; 예), 추격 완료 메시지를 모선(100)으로 전송하고 다음 명령을 대기한다(S213).

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 해적선 대응 시스템은 모선(100)의 선수 추격 명령에 따라 자선(200)이 선수 추격 알고리즘을 통해 해적선(10)의 선수를 추격할 수 있으며, 이러한 선수 추격 방법은 상기 도 8을 통해 예측 가능하므로 구체적인 설명을 생략한다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 해적 대응 시스템은 모선과 모선에 탑재된 자선이 연동하며, 자선이 접근해 오는 해적선에 충돌을 유발하거나 진로를 방해함으로써 해적선의 위협에 능동적으로 대응 하는 효과가 있다.

그리고, 해상에서는 선박이 충돌하는 것 만으로도 충분한 위협을 줄 수 있으며, 해적선이 고정되지 않은 상태에서는 갈고리와 밧줄을 이용하여 수십 미터 높이의 모선에 승선하기가 어려우므로 해적선이 어느 위치에 있더라도 지속적으로 밀어내거나 위협하여 해적들의 승선의지를 무력화하는 효과가 있다.

또한, 모선, 자선 및 해적선의 위치에 따라 해적선의 선수부분 및 선미부분을 선택적으로 추격하는 알고리즘을 통해 상황에 따라 다각적으로 해적선을 저지 할 수 있으며 는 효과를 기대할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에서는 자선(200)을 구명정을 예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 동일한 구조를 가지는 호위용 해상로봇으로 제작할 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 모선
110: 레이더 120: 입력부 130: 제어부
140: 통신부 150: 야간 투시부
200: 자선
210: GPS 220: 자이로 센서 230: 모뎀부
240: 엔진부 250: 방향타 구동부 260: 부력 조절부
270: 제어기 280: 선체부

Claims

레이더를 통해 포착한 해적선 이동정보를 생성하는 모선; 및
상기 모선으로부터 수신되는 상기 해적선 이동정보를 이용하여 상기 해적선의 예상 이동위치를 추정하고, 추정한 상기 해적선의 예상 이동위치로 항법제어를 수행하여 상기 해적선을 추격하는 자선을 포함하고,
상기 모선은 상기 자선을 원격제어하기 위한 제어 신호를 상기 자선으로 전송하고, 상기 자선은 상기 해적선 이동정보 및 상기 제어 신호에 따라 추격 알고리즘을 설정하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 모선은,
상기 해적선의 전파 반사를 통해 상기 모선으로부터의 방위, 거리 및 형태 중 적어도 하나를 측정하는 레이더;
상기 자선을 원격 제어하기 위한 상기 제어신호를 입력하는 입력부;
상기 제어신호를 생성하고, 상기 모선의 위치정보와 상기 해적선의 방위와 거리정보에 기초하여 상기 해적선의 위치(좌표), 침로 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 해적선 이동정보를 생성하는 제어부; 및
상기 제어신호 및 위치정보를 무선통신을 통해 상기 자선으로 전송하는 통신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 형태에 따라 상기 해적선의 전장 및 전폭 중 적어도 하나를 포함하는 크기정보를 추정하고,
상기 통신부는 상기 크기정보를 상기 자선으로 전송하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 자선은,
안테나를 통해 상기 모선과 무선통신을 수행하여 상기 제어신호, 해적선 이동정보 및 크기정보 중 적어도 하나를 수신하는 모뎀부;
프로펠러를 구동하여 상기 자선의 이동을 위한 추력을 발생하는 엔진부;
방향타를 회전시켜 상기 자선의 이동방향을 조절하는 방향타 구동부; 및
GPS(Global Positioning System)와 자이로 센서를 이용하여 상기 자선의 위치, 침로 및 속도를 파악하고, 상기 추격 알고리즘을 바탕으로 상기 엔진부와 방향타를 제어하는 제어기; 및
복수의 밸러스트 탱크를 포함하며 각 탱크의 해수 유입구를 통해 입출되는 해수의 양으로 부력을 조절하는 부력 조절부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 시스템
제 4 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 자선의 현재 위치와 소정시간 이후의 상기 해적선의 예상 이동위치를 비교하고, 상기 자선을 상기 소정시간 이후에 상기 해적선의 예상 이동위치로 이동시키기 위한 추격경로를 계산하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 해적선의 위치좌표를 중심으로 상기 해적선의 전장과 전폭을 설정하되, 전장을 해적선 침로방향으로 연장하여 선수와 선미를 설정하고,
상기 제어신호에 따라 상기 해적선의 선수 추격 알고리즘 또는 선미 추격 알고리즘 중 어느 하나에 의한 항법 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 자선은,
방탄재질의 전폐형 선체부를 더 포함하며, 충돌에 대비한 보강재와 통신장비 및 영상장비를 보호하는 방탄성 투명 함체를 포함하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 자선은,
상기 모선에 탑재되는 구명정이며 대빗(davit)에 의해 진수되는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 시스템.
모선과 모선에 탑재되는 자선이 연동하여 해적선에 대응하는 방법에 있어서,
a) 상기 모선이 자선을 운용하기 위한 제어신호 및 레이더를 통해 포착한 해적선 이동정보를 상기 자선으로 전송하는 단계;
b) 상기 자선이 GPS(Global Positioning System)와 자이로 센서를 이용하여 위치, 침로 및 속도을 파악하고, 상기 모선으로부터 수신되는 상기 해적선 이동정보를 기초로 소정시간 이후의 예상 이동위치를 추정하는 단계;
c) 상기 자선이 상기 제어신호에 따라 소정시간에 상기 예상 이동위치에 도달하기 위한 추격경로를 생성하는 단계; 및
d) 상기 자선이 상기 해적선의 예상 이동위치로 항법제어를 수행하여 상기 해적선을 추격하는 단계
를 포함하는 해적선 대응 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 c) 단계는,
상기 제어신호에 따라 설정된 해적선 추격 알고리즘을 실행하는 단계; 및
상기 추격 알고리즘을 바탕으로 상기 자선의 현재 위치와 상기 해적선의 예상 이동위치를 비교하여 상기 소정시간 이후에 상기 해적선의 예상 이동위치로 이동시키기 위한 추격 침로와 속도를 산출하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 a) 단계는,
상기 레이더를 이용하여 상기 해적선의 형태에 따른 크기정보를 추정하여 상기 자선으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 해적선 크기정보를 상기 해적선의 위치와 침로에 반영하여 해적선의 선수와 선미 생성 조건을 설정하는 단계; 및
상기 조건에 따라 해적선의 위치 좌표를 기준으로 상대적인 선수 좌표와 선미 좌표를 생성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 c) 단계는,
상기 제어신호를 분석하여 상기 해적선의 선체, 선수 및 선미 중 어느 하나에 대한 추격 명령을 확인하는 단계; 및
상기 추격 명령에 상응하여 상기 해적선의 위치(선체 중앙) 좌표, 선수 좌표 및 선미 좌표 중 어느 하나를 상기 예상 이동위치로 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 추격 명령에 따라 상기 해적선의 선체, 선수 및 선미 중 어느 하나의 부위를 선택적으로 추격하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 d) 단계 이후에,
상기 자선은 상기 해적선의 이동정보의 변경으로 변화되는 예상 이동위치에 대응하여 상기 추격경로를 변경하는 것을 특징으로 하는 해적선 대응 방법.