KR20130067362A - Ｇｐｓ 정보와 무선 ｌａｎ 신호를 이용한 선박 접안 유도 방법 - Google Patents

Ｇｐｓ 정보와 무선 ｌａｎ 신호를 이용한 선박 접안 유도 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 GPS(Global Positioning System) 정보와 무선 LAN(Local Area Network) 신호를 이용하여 선박의 접안을 유도하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 선박의 접안 유도 방법이 제공된다. 선박의 접안을 유도하는 방법은 GPS를 이용하여 획득한 선박의 위치 정보를 무선 LAN 신호를 통해 수신하는 단계, 무선 LAN 신호의 전파 지연 시간을 이용하여 선박과 항만 사이의 거리를 측정하는 단계 및 선박의 위치 정보와 선박과 항만 사이의 거리를 이용하여 선박의 접안을 유도하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 선박의 정밀하고 원활한 접안을 유도하고, 오차 범위를 최소화할 수 있다.

Description

ＧＰＳ 정보와 무선 ＬＡＮ 신호를 이용한 선박 접안 유도 방법{GUIDANCE METHOD FOR DOCKING SHIP USING GLOBAL POSITIONING SYSTEM INFORMATION AND WIRELESS LOCAL AREA NETWORK SIGNAL}
본 발명은 선박의 접안을 유도하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 GPS(Global Positioning System) 정보와 무선 LAN(Local Area Network) 신호를 이용하여 선박의 접안을 유도하는 방법에 관한 것이다.
원격지의 상품이동수단으로서, 선박을 이용한 해상운송은 타 운송수단에 비하여 에너지를 적게 사용하며, 수송 비용도 저렴하여 국제교역의 많은 부분을 해상운송에 의지하고 있다.
이러한 해상운송은 선박이 항만 또는 해상 부유체(浮遊體)에 접안하여 화물을 선적한 후, 목적지의 항만 또는 해상 부유체에 접안하여 화물을 하역함으로써 달성된다. 여기서, 선박의 접안은 접안될 위치에서 멀리 떨어진 곳에서부터 수동적으로 예인선이나 계류선(繫留船)을 이용하여 접안될 위치까지 선박을 이동시킨 후, 작업자가 접안 위치 근처에서 계류삭(mooring rope, 繫留索, 계선삭)을 이용하여 수동으로 접안시킴으로써 이루어진다.
하지만, 최근에는 컨테이너 선 등의 해상운송에 있어서, 운송의 경제성을 향상시키기 위하여 대형화된 선박을 이용하게 되는 경우가 많아, 이러한 선박의 접안에 상당한 시간이 소요되는 경우가 많고, 육지로부터 떨어진 해상에 정박(停碇)된 채로 화물을 선적 및 하역하기 위한 이동 항구의 개념이 가시화되면서, 이동 항구와 항만 사이의 화물 이송을 위한 선박의 접안회수가 2 ~ 3배 증가하게 될 것임에 따라, 선박의 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 접안 면에 접안하는 기술과 접안 면에 설치된 초음파 센서로 선박과 접안 면의 거리를 모니터링하는 기술 등이 개발되었다.
본 발명은 GPS(Global Positioning System) 정보와 무선 LAN(Local Area Network) 신호를 이용하여 선박의 접안을 유도하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 무선 LAN 신호를 이용하여 선박과 항만 사이의 거리를 측정하고, 측정한 거리를 송수신하는 방법을 제공한다.
본 발명은 RSSI(Received Signal Strength Indication) 신호를 검출하여 신호의 유효성을 판단하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 선박의 접안 유도 방법이 제공된다. 선박의 접안을 유도하는 방법은 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 획득한 선박의 위치 정보를 무선 LAN(Local Area Network) 신호를 통해 수신하는 단계, 무선 LAN 신호의 전파 지연 시간을 이용하여 선박과 항만 사이의 거리를 측정하는 단계 및 선박의 위치 정보와 선박과 항만 사이의 거리를 이용하여 선박의 접안을 유도하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, GPS(Global Positioning System) 정보와 무선 LAN(Local Area Network) 신호를 이용하여 선박의 접안을 유도하는 방법 및 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 선박과 항만에서 선박의 입출항을 모니터링할 수 있다.
본 발명에 따르면, 선박의 정밀하고 원활한 접안을 유도하고, 오차 범위를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접안 유도 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접안 유도 장치에 대한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 접안 유도 장치에 의한 접안 유도 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항만의 접안 유도 장치에 의한 접안 유도 방법을 나타낸 흐름도이다.
선박의 접안을 유도하는 종래의 기술로 레이저를 이용하는 방법과 수기 신호를 이용하는 방법이 있다. 레이저를 이용하는 방법은 레이저를 이용하여 선박과 항만 사이의 거리를 측정하고, 측정한 거리에 기반하여 선박의 접안을 유도하는 방법이다. 하지만, 레이저를 이용한 선박의 접안 유도 방법은, 항만에 설치되는 레이저 센서가 고정되어 있으므로, 파도나 풍랑에 의한 선박이 심하게 움직이거나 흔들릴 경우, 이용할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 안개 및 가시 거리가 확보되지 않는 악천후 등의 상황에서는, 레이저를 이용하여 측정한 거리 데이터의 정확도가 떨어지므로, 정밀하고 원활한 접안이 불가능하다는 문제점이 있다.
수기 신호를 이용하는 방법은 도선사에 의해 선박의 접안을 진행하는 방법이다. 하지만, 도선사의 인원이 한정되어 있으므로, 접안 가능한 선박의 수에 한계가 있다는 문제점이 있다. 또한, 수기 신호를 이용하므로, 선박과 항만 사이의 거리 등을 수치화하는 것에 어려움이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위하여 GPS(Global Positioning System) 정보와 무선 LAN(Local Area Network) 신호를 이용한다.
본 발명에서, GPS 정보는 선박 및/또는 항만의 기준 위치를 설정하는 것에 이용된다. 선박 및/또는 항만에 설치된 GPS 수신기는 3개 이상의 위성으로부터 선박 및/또는 항만과 위성 사이의 거리에 대한 정보를 수신한다. 선박 및/또는 항만은 3개의 거리에 대한 정보에 기반한 삼변측량(trilateration)법을 이용하여 선박 및/또는 항만의 현재 위치를 계산한다. 한편, GPS는 나침반과 달리 위도, 경도, 고도 등의 위치 정보뿐만 아니라, 위성 시간 정보에 기반한 3차원 속도 정보와 같은 부가적인 정보도 제공한다.
또한, 무선 LAN 신호는 선박과 항만 사이의 통신과, 선박과 항만 사이의 거리 측정에 이용된다. 선박 및/또는 항만에 설치된 복수의 수신기는 매체를 통해 전파되는 무선 LAN 신호의 세기를 측정하고, 측정한 무선 LAN 신호의 세기에 기반하여 무선 LAN 신호의 전파 지연 시간(propagation delay time, 傳播遲延時間)에 대한 정보를 획득한다. 선박과 항만 사이의 거리는 전파 지연 시간에 대한 정보에 기반하여 계산된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접안 유도 장치를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접안 유도 장치(100)는 GPS부(110), 적어도 하나 이상의 RF부(Radio Frequency unit, 120) 및 신호처리부(130)를 포함한다.
접안 유도 장치(100)는 선박 및/또는 항만에 설치된다. 즉, 선박 및 항만, 쌍방에 대칭적으로 설치될 수 있고, 선박 또는 항만, 일방에 비대칭적으로 설치될 수 있다. 이하에서는 선박 및 항만, 쌍방에 대칭적으로 설치되는 것을 기반으로 기술하지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 선박 또는 항만, 일방에 설치된 경우에도 용이하게 적용할 수 있을 것이다.
접안 유도 장치(100)의 GPS부(110)는 상술한 바와 같이, 3개 이상의 위성으로부터 접안 유도 장치(100)가 설치된 선박 및/또는 항만의 위치에 대한 정보를 획득한다.
RF부(120)는 무선 LAN 신호를 송수신한다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로(BB circuit: Base Band circuit) 및/또는 ADC(Analog Digital Converter)를 포함할 수 있다.
신호처리부(130)는 GPS부(110)로부터 선박 및/또는 항만의 위치에 대한 정보를 수신하고, RF(120)부로부터 무선 LAN 신호를 수신하거나, RF(120)부로 무선 LAN 신호를 송신한다.
실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치와 같은 메모리에 저장되고, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치와 같은 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접안 유도 장치에 대한 개념도이다.
선박과 항만은 접안 유도 장치를 통해 무선 LAN 신호를 주고받는다. 접안 유도 장치는 도 1을 통해 상술한 바와 같이, GPS 정보의 획득을 위한 GPS부(110)와 신호처리부(130)를 포함한다. 또한, 접안 유도 장치는 정확한 거리 측정과 원활한 통신을 위해 복수의 RF부(120)를 포함하며, 도 2와 같이 3 개 이상의 RF부(120)를 포함하는 것이 바람직하다.
GPS부(110)는 선박 및/또는 항만의 특정부분, 예를 들어 관제실(210)에 설치되어 선박 및/또는 항만의 위치에 대한 정보를 획득한다. 한편, 항만이 이동 항구와 아닌 통상의 고정된 항구를 의미할 경우, 위치가 고정되어 있으므로, 항만의 위치에 대한 정보는 GPS를 이용한 위치 정보가 아닌, 통상의 위치 정보로 대체될 수 있다.
선박의 접안 유도 장치의 복수의 RF부(120)는 선박의 각 부분, 예를 들어 선수, 선박의 중간 부분 및 선미에 설치되며, 항만의 접안 유도 장치와 무선 LAN 신호를 주고 받는다. 선박은 항만으로부터 전송된 무선 LAN 신호의 세기를 측정하여 전파 지연 시간을 획득하고, 획득한 전파 지연 시간을 통하여 선박과 항만 사이의 거리에 대한 정보를 획득한다. 또한, 선박은 무선 LAN 신호를 통해 선박의 GPS 정보와 선박이 획득한 선박과 항만 사이의 거리에 대한 정보를 전송할 수 있으며, 선박의 GPS 정보와 선박이 획득한 선박과 항만 사이의 거리에 대한 정보를 수신할 수 있다.
항만의 접안 유도 장치의 복수의 RF부(120)는 항만의 각 부분, 예를 들어 선수, 선박의 중간 부분 및 선미에 대응되는 부분에 설치되며, 선박의 접안 유도 장치와 무선 LAN 신호를 주고 받는다. 항만은 선박으로부터 전송된 무선 LAN 신호의 세기를 측정하여 전파 지연 시간을 획득하고, 획득한 전파 지연 시간을 통하여 선박과 항만 사이의 거리에 대한 정보를 획득한다. 또한, 항만은 무선 LAN 신호를 통해 항만의 GPS 정보와 항만이 획득한 선박과 항만 사이의 거리에 대한 정보를 전송할 수 있으며, 항만의 GPS 정보와 항만이 획득한 선박과 항만 사이의 거리에 대한 정보를 수신할 수 있다.
접안 유도 장치의 신호처리부(130)는 선박을 관리하는 개체 및/또는 항만을 관리하는 개체, 예를 들어 관제실(210)에 설치되며, GPS부(110)와 복수의 RF부(120)로부터 선박의 접안 유도를 위한 정보들을 처리한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 접안 유도 장치에 의한 접안 유도 방법을 나타낸 흐름도이다.
선박의 접안 유도 장치는 GPS를 이용하여 GPS 정보, 예를 들어 선박의 현재 위치를 획득한다(S310). 선박의 접안 유도 장치는 GPS 정보를 계속 갱신하면서, 선박이 목적 항만에 접근하는지를 확인한다.
선박이 목적 항만에 접근함에 따라, 항만에서 출력된 무선 LAN 신호가 검출되면, 선박의 접안 유도 장치는 검출된 무선 LAN 신호의 RSSI 값을 확인하여, 상기 무선 LAN 신호가 유효한 신호인지에 대한 판단을 한다(S320).
무선 LAN 신호가 목적 항만의 유효한 신호일 경우, 선박의 접안 유도 장치는 접안을 요청하는 신호를 전송한다(S330). 상기 접안을 요청하는 신호는 선박에 대한 정보 및/또는 선박의 GPS 정보를 포함할 수 있다. 또한, 항만의 접안 유도 장치를 활성화하는 신호(wake up signal)를 포함할 수도 있다.
선박으로부터 접안을 요청받은 항만은 무선 LAN 신호를 전송한다(S340). 상기 무선 LAN 신호는 항만에 대한 정보 및/또는 항만의 위치 정보를 포함할 수 있다.
선박의 접안 유도 장치는 항만으로부터 무선 LAN 신호를 수신하고, 상기 무선 LAN 신호를 이용하여 선박과 항만 사이의 거리를 측정한다(S350). 선박의 접안 유도 장치는 항만으로부터 수신된 무선 LAN 신호의 세기를 측정하여 RSSI 값 및/또는 전파 지연 시간에 대한 정보를 획득하고, 상기 RSSI 값 및/또는 전파 지연 시간을 이용하여 선박과 항만 사이의 거리를 측정할 수 있다.
선박의 접안 유도 장치는 GPS 정보 및 선박과 항만 사이의 거리를 이용하여 선박의 접안을 유도하며, 항만으로 선박의 접안에 대한 모니터링 정보를 전송할 수 있다(S360). 항만은 상기 모니터링 정보를 수신하여 선박의 입출항을 모니터링할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항만의 접안 유도 장치에 의한 접안 유도 방법을 나타낸 흐름도이다.
선박은 GPS를 이용하여 GPS 정보, 예를 들어 선박의 현재 위치를 획득한다(S410). 선박은 GPS 정보를 계속 갱신하면서, 선박이 목적 항만에 접근하는지를 확인한다.
항만에 선박이 접근함에 따라, 선박에서 출력된 무선 LAN 신호가 검출되면, 항만의 접안 유도 장치는 검출된 무선 LAN 신호의 RSSI 값을 확인하여, 상기 무선 LAN 신호가 유효한 신호인지에 대한 판단을 한다(S420).
무선 LAN 신호가 선박의 유효한 신호일 경우, 항만의 접안 유도 장치는 선박의 접안 여부를 확인하는 신호를 전송한다(S430). 상기 접안 여부를 확인하는 신호는 항만에 대한 정보 및/또는 항만의 위치 정보를 포함할 수 있다. 또한, 선박의 접안 유도 장치를 활성화하는 신호(wake up signal)를 포함할 수도 있다.
선박이 항만에 접안을 하는 것으로 확인된 경우, 선박은 항만의 무선 LAN 신호를 전송한다(S440). 상기 무선 LAN 신호는 선박에 대한 정보 및/또는 선박의 GSP 정보를 포함할 수 있다.
항만의 접안 유도 장치는 선박으로부터 무선 LAN 신호를 수신하고, 상기 무선 LAN 신호를 이용하여 선박과 항만 사이의 거리를 측정한다(S450). 항만의 접안 유도 장치는 선박으로부터 수신된 무선 LAN 신호의 세기를 측정하여 RSSI 값 및/또는 전파 지연 시간에 대한 정보를 획득하고, 상기 RSSI 값 및/또는 전파 지연 시간을 이용하여 선박과 항만 사이의 거리를 측정할 수 있다.
항만의 접안 유도 장치는 GPS 정보 및 선박과 항만 사이의 거리를 이용하여 선박의 접안을 유도하며, 선박으로 선박의 접안에 대한 모니터링 정보를 전송할 수 있다(S460). 선박은 상기 모니터링 정보를 수신하여 선박의 입출항을 모니터링할 수 있다.
한편, 상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

  1. GPS(Global Positioning System)를 이용하여 획득한 선박의 위치 정보를 무선 LAN(Local Area Network) 신호를 통해 수신하는 단계;
    상기 무선 LAN 신호의 전파 지연 시간을 이용하여 상기 선박과 항만 사이의 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 위치 정보와 상기 거리에 대한 정보를 이용하여 상기 선박의 접안을 유도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 접안 유도 방법.
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