KR20130104860A - 선박 네비게이션시스템 및 상기 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법 - Google Patents

선박 네비게이션시스템 및 상기 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법 Download PDF

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Abstract

선박 네비게이션시스템 및 상기 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법이 제공된다. 상기 선박네비게이션 시스템은 선체정보를 포함한 고정정보를 관리하는 고정정보시스템, 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 가변정보를 관리하는 가변정보시스템 및 상기 고정정보와 상기 가변정보를 반영하여 출발지점과 목적지점 사이의 최적항로정보를 제공하는 항로제어시스템을 포함한다. 상기 항로제어시스템은 상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달하는 경로 중 적어도 하나의 제1 지점으로부터 선박의 최종속도를 기준으로 지정된 시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하여 최적항로정보를 제공할 수 있다.

Description

선박 네비게이션시스템 및 상기 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법{SHIP NAVIGATION SYSTEM AND PATH CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 해상 이동체에 대한 네비게이션 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 선박의 경로 설정에 있어서 다양한 환경정보를 고려하면서 최적항로를 이동하도록 계획하기 위하여, 출발지점으로부터 목적지점까지 고려될 수 있는 복수의 도달가능지점들을 환경정보에 따라 필터링하며 목적지점까지의 최적경로를 찾는 해상 이동체에 대한 네비게이션 장치 및 방법에 관한 것이다.
선박의 항해 계획을 수립하는 과정에 있어서, 개별 선박의 파랑 중의 선박정보, 기상정보 및 해상정보 등의 자연환경정보, 육상구역, 위험지역, 국경선 등 해도정보 등 다양한 요소들을 모두 고려하는 것은 항해자의 경험 및 직관에 따르는 경우가 대부분이다.
한편 선박에 장착된 항해 관련 장비로 자동화시스템, 위성통신시스템, 기상관측시스템, 항해시스템 등이 정보를 제공하더라도 그 항해 계획 수립에 있어서, 다양한 경우의 수를 모두 고려하여 계산하다 보니 경로 계산의 복잡도가 증가하고, 계산 속도가 느려지는 문제가 있었다.
또한 출발지점 앞에 금지구역이 있거나, 출발지점과 목적지점 사이에 금지구역이 있는 경우에는 출발지점으로부터 항로 생성 가능지역을 판단하기 때문에 금지구역을 통과하는 항로를 제시하는 문제가 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 선박 각각에 대해 출발지점과 목적지점이 설정되면, 해당 선박의 환경정보를 모두 수집하여 분석하고, 선박의 이동 중에 고려할 수 있는 복수의 도달 가능 지점을 상기 환경정보를 반영한 일정기준에 따라 필터링 하여 최적항로를 제공하는 선박 네비게이션시스템 및 그 경로제어방법을 제공한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박네비게이션 시스템은 선체정보를 포함한 고정정보를 관리하는 고정정보시스템, 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 가변정보를 관리하는 가변정보시스템 및 상기 고정정보와 상기 가변정보를 반영하여 출발지점과 목적지점 사이의 최적항로정보를 제공하는 항로제어시스템을 포함한다.
상기 항로제어시스템은 상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달하는 경로 중 적어도 하나의 제1 지점으로부터 선박의 최종속도를 기준으로 지정된 시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하여 최적항로정보를 제공할 수 있다.
상기 항로제어시스템은 상기 제1 지점이 출발지점인 경우, 전 방향에 대하여 상기 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우, 기설정된 각도 이내에서 상기 복수의 제2 지점을 생성할 수 있다.
상기 항로제어시스템은 상기 복수의 제2 지점들 중, 상기 목적지점까지 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택할 수 있다.
상기 항로제어시스템은 기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하고, 상기 장애물 영역에 포함되는 제2 지점들을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 제2 지점들을 선택할 수 있다.
상기 Ux 모듈은 상기 장애구역정보를 저장할 수 있다.
상기 장애구역정보는 통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경 정보, 및 위험지역 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 항로제어시스템은 상기 출발지점에서 상기 제1 지점 및 제2 지점을 거쳐 상기 목적지점까지 연결한 경로가 기설정된의 거리 이하가 되도록 상기 제1 지점 및 제2 지점을 선택할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박네비게이션 시스템의 경로제어방법은 (a)출발지점과 목적지점을 설정하는 단계, (b)선체정보, 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고정정보 또는 가변정보를 수집하는 단계, (c)상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달하는 경로 중 적어도 하나의 제1 지점으로부터 선박의 최종속도를 기준으로 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하는 단계, (d)상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하는 단계 및 (e)상기 선택된 제2 지점이 상기 목적지점에 도달할 때까지 상기 (c)단계 및 상기 (d)단계를 반복하는 단계를 포함한다.
상기 (c)단계는 상기 제1 지점이 출발지점인 경우, 전 방향에 대하여 상기 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우, 기설정된 각도 이내에서 상기 복수의 제2 지점을 생성할 수 있다.
상기 (d)단계는 상기 복수의 제2 지점들 중, 상기 목적지점까지 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택할 수 있다.
상기 (d)단계는 기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하는 단계 및 상기 장애물 영역에 포함되는 제2 지점을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 제2 지점들을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 장애구역정보는 통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경정보, 및 위험지역 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 (d)단계는 상기 출발지점에서 상기 제1 지점 및 제2 지점을 거쳐 상기 목적지점까지 연결한 경로가 기설정된의 거리 이하가 되도록 상기 제1 지점 및 제2 지점을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템 및 상기 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법은 경로설정에 효율적인 알고리즘을 제시함으로써 경로 계산의 복잡도를 낮추고, 계산 속도를 향상시킬 뿐 아니라 출발지점으로부터 목적지점으로의 경로 항해 중 발생할 수 있는 다양한 요소들을 고려한 최적항로를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 선박네비게이션 시스템의 개략적인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박네비게이션 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 2의 선박 네비게이션시스템의 구성을 구체적으로 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 출발지점인 제1지점에서 제2지점을 생성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 출발지점이 아닌 제1지점에서 제2지점을 생성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 제2지점을 필터링하는 일실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 도 6에 도시된 제2지점들 중 필터링된 제2지점을 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템에 따라 출력된 최적항로를 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법을 나타낸 흐름도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 선박네비게이션 시스템의 개략적인 개념도이다.
선박에서 출발지점(A)으로부터 목적지점(B)까지 이동하는 항로를 결정하기 위해서는, 운항에 영향을 미치는 다양한 요소를 모두 고려하여야 한다. 도 1의 선박 네비게이션시스템(100)은 출발지점(A)과 목적지점(B) 사이의 경로에 대하여 바람,해류,파고,너울, 일기 등의 기상정보, 지리적위치정보, 수심 등의 해도 정보를 포함한 가변정보를 수집하고, 선박의 화물적하 정보, 선박의 기울기 정보, 운항 중 각 기관상태정보 등의 선체정보를 포함한 고정정보를 실시간으로 모니터링한다. 그 결과, 선박 네이게이션시스템(100)은 가변정보 및 고정정보를 모두 고려하여 출발지점(A)으로부터 목적지점(B)까지의 이동경로를 계산하여 선박의 경로를 제어한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박네비게이션 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 네비게이션시스템(100)은 고정정보시스템(110), 가변정보시스템(120), 인터페이스시스템(130) 및 항로제어시스템(200)을 포함한다.
고정정보시스템(110)은 고정정보를 관리한다.고정정보는 실시간으로 모니터링된 선박의 화물적하 정보, 선박의 기울기 정보, 운항 중 각 기관상태정보 등의 선체정보를 포함한다.
가변정보시스템(120)은 실시간으로 가변정보를 모니터링하며 가변정보를 관리한다. 가변정보는 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 등을 포함한다.
항로제어시스템(200)은 상기 고정정보와 상기 가변정보를 반영하여 출발지점과 목적지점 사이의 최적항로를 제공한다. 항로제어시스템(200)은 상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달할 때까지 적어도 하나의 제1 지점을 중심으로 선박의 최종속도로 기준시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 필터링하며 상기 제1지점으로 업데이트하는 것을 반복하여 상기 필터링된 제2 지점들을 연결한 최적항로를 제공할 수 있다.
인터페이스시스템(130)은 고정정보, 가변정보, 최적항로 등을 포함한 각종 입출력정보를 송수신하고, 디스플레이할 수 있다.
도 3은 도 2의 선박 네비게이션시스템의 구성을 구체적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 고정정보시스템(110)은 실시간 감시 모듈(111)을 포함할 수 있다. 실시간 감시 모듈(111)은 선박의 화물적하 정보, 선박의 기울기 정보, 운항 중 각 기관상태정보 등을 모니터링한다. 각 기관상태정보는 예를 들어 엔진, 프로펠러, 트러스터, 러더(rudder) 등의 상태정보가 있다. 고정정보시스템(110)은 선박의 자동화시스템과 연계되어 동작할 수도 있다. 자동화시스템에는 예를 들어 선박자동제어시스템(IAS), 선박 기관 및 화물 통합감시제어시스템(ICMS) 및 자동화 적하목록시스템(AMS) 등이 있다.
가변정보시스템(120)은 기상모듈(121), 위성통신모듈(122), 해도모듈(123) 을 포함한다.
기상모듈(121)은 기상관측시스템과 연계되어 동작한다. 기상관측시스템은 풍속계, 기압계, 수온계, 강우계 등의 센서장비를 갖추어 일기를 관측하고, 파고 측정 레이더(radar)를 갖추어 해상상태를 관측할 수 있다. 기상모듈(121)은 선박이 위치한 곳 뿐만 아니라 사용자가 모니터하고자 하는 지역의 기상 및 해상정보를 기상관측시스템으로부터 수신하여 알려준다.
위성통신모듈(122)은 위성통신시스템과 연계되어 동작한다. 위성통신시스템은 위성을 이용하여 거시적 기상예보 정보를 송신하고, 선박의 현재 운항상태 및 선박이 위치한 곳의 실시간 기상정보 등을 포함한 자선정보를 육상에 있는 기지국으로 전송한다. 즉, 위성통신모듈(122)은 선박에 기상정보 및 기상예보를 수신하고, 자선정보를 기지국으로 전송한다.
해도모듈(123)은 항해시스템과 연계되어 동작한다. 항해시스템은 지리적위치정보시스템(GPS), 선박위치자동식별시스템(AIS) 등 필수 항해 정보 센서를 포함한다. 또한, 항해 시스템은 항로 호환, 레이더 표적 정보 및 영상 오버레이가 가능한 전자해도 및 정보 표시장치(Electronic Chart Display and Information System; ECDIS) 및 레이더(radar) 등을 포함할 수 있다. 해도모듈(123)은 항해시스템으로부터 해도정보, 영상정보,표적정보 등을 수신할 수 있다.
항로제어시스템(200)은 항로제어모듈(210)과 UX모듈(250)을 포함할 수 있다.
항로제어모듈(210)은 상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달할 때까지 적어도 하나의 제1 지점을 중심으로 선박의 최종속도로 기준시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 필터링하며 상기 제1지점으로 업데이트하는 것을 반복하여 상기 필터링된 제2 지점들을 연결한 최적항로를 제공한다.
Ux모듈(250)은 상기 고정정보, 상기 가변정보 및 상기 최적항로정보 중 적어도 어느 하나를 수집하여 저장할 수 있다. 또한 항로제어모듈(210)이 기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하면, Ux 모듈은 상기 판단된 장애물 영역정보를 더 저장할 수 있다. 장애구역정보란 통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경 정보, 위험지역 정보 등을 포함할 수 있다.
인터페이스시스템(130)은 모니터(131)를 포함할 수 있다. 모니터(131)는 고정정보 시스템, 가변정보 시스템 및 항로제어시스템으로부터 송수신되는 정보를 디스플레이한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 출발지점인 제1지점에서 제2지점을 생성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 출발지점이 아닌 제1지점에서 제2지점을 생성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템이 제2지점을 필터링하는 일실시예를 설명하기 위한 개념도이고, 도 7은 도 6에 도시된 제2지점들 중 필터링된 제2지점을 나타내는 개념도이다.
설명의 편의를 위해 Vo는 선박의 정상조건하 속도, Vw는 선박의 정상속도에 기상조건이 반영된 속도, U는 해류의 속도, Vg는 선박의 최종속도라 가정하자.
선박의 최종속도(Vg)는 선박의 정상속도에 기상조건이 반영된 속도(Vw)와 해류의 속도(U)의 벡터합과 같다.
Figure pat00001
도 4를 참조하면, 항로제어시스템(200)은 먼저 Vg의 속도로 기준시간(△ t), 기설정된 각도만큼 이동이 가능한 위치의 목록(Xn(△ t))을 생성한다. 기준시간(△ t)이란 당직시간 기준으로 4시간,6시간,12시간 등 실시예에 따라 다양하게 설정가능하다. Xn(△ t)에 속한 각 지점들은 페어런츠(parent), G값(Gvalue), H값(Hvalue)를 가질 수 있다. 페어런츠란 선박이 지나온 지점, G값은 선박이 출발지점(A)으로부터 이동해온 거리(Vg x △ t) 및 H값은 목적지점(B)까지의 거리라고 하자.
도 4를 참조하면, 먼저 출발지점(A)에서 같은 거리(d)간격의 여러지점 X1(△ t)을 만든다. 출발지점인 경우 전방향(각도 360도)으로 복수의 X1(△ t)을 생성한다. 출발지점(A)에서 만들어진 n개의 지점 중 임의의 점 X1(△ t)에서 동일하게 Vg를 계산해서 이동이 가능한 점의 목록을 원형으로 정의한 것이다.
도 5를 참조하면, 상기 복수의 X1(△t)에서 동일하게 Vg를 계산해서 이동이 가능한 점 X2(△t)의 목록을 전 단계와 동일하게 생성한다. 그런데 출발시와 달리 선박이 이동 중에는 급격한 방향전환이 힘들기 때문에 출발지점(A)에서 이동되어온 방향을 기준으로 기설정된 각도 내에서만 이동이 가능하다. 따라서, 기설정된 각도 외의 X1(△t)는 필터링하여 제거하고, 기설정된 각도 내의 X1(△t) 내에서 이동이 가능한 점 X2(△t)의 목록을 생성한다. 기설정된 각도는 선박의 종류 또는 선박의 운행 중 속도 등 다양한 요소를 고려하여 다양하게 설정할 수 있다.
상기와 같은 복수의 이동가능 지점 생성 및 필터링을 거치더라도 그 경우의 수가 기하급수적으로 늘어날 수 있다. 계산복잡도 및 계산속도를 고려하여, 항로제어시스템(200)은 복수의 X2(△t) 중에서 도 6과 같이 일정 영역을 설정하여 그 설정 영역 중 가장 멀리 이동한 대표점, 즉, 목적지점(B)와 가까운 지점만 남기고 도 7과 같이 다른 점의 목록을 삭제한다.
또한, 항로제어시스템(200)은 필터링된 대표점들 중 G값과 H값을 계산하여 출발지점(A)과 목적지점(B) 사이 직선거리의 M배보다 크면 그 대표점은 삭제한다. 이때 M은 자연수로, 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 항로제어시스템(200)은 출발지점(A)과 목적지점(B) 사이에 육상영역이나 장애물(암초 등)이 있는지 판단할 수 있다. 항로제어시스템(200)은 복수의 대표점 Xn(△ t) 지점들의 해도 정보를 로딩하여 육상영역 또는 장애물이 있는 영역일 경우 다시 필터링을 할 수 있다.
또한, 항로제어시스템(200)은 해도정보, 항로정보, 선체정보 등에 기초하여 복수의 대표점 Xn(△ t) 지점들이 통항선(Traffic Line) 지역 또는 국경(National Border)에 속하는지를 판단할 수 있다. 예를 들어 임의의 대표점 Xn(△ t)이 통항선 지역에 속할 때에는 통항선의 진행방향과 Xn(△ t)의 이동방향을 비교해서 차이가 나면 필터링을 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템에 따라 출력된 최적항로를 나타낸 개념도이다.
도 8을 참조하면, 항로제어시스템(200)은 다양한 환경정보에 기초하여 " n x △ t" 시간 이후 만들어진 지점의 목록과 출발지점(A)과 목적지점(B)과의 최단거리가 기준시간 내에 도달하게 되면, 해당 작업을 중지하고 최단거리가 된 지점을 연결(d1-d2-....-dn)하여 페어런츠 지점들을 연결하여 최적경로를 생성한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법을 나타낸 흐름도이다.
선박 네비게이션시스템(100)은 먼저 출발지점(A)과 목적지점(B)을 설정하고(S10), 선체정보를 포함한 고정정보와 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 등을 포함한 가변정보를 실시간으로 수집한다(S20).
선박 네비게이션시스템(100)은 적어도 하나의 제1 지점을 중심으로 기설정된 각도 내에서 설정시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성한다. 이때 상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우(S30), 기설정된 각도에서 상기 설정시간 내에 상기 선박의 최종속도로 이동이 가능한 상기 복수의 제2 지점을 생성한다(S40,S50). 그러나 상기 제1 지점이 출발지점인 경우(S30), 전방향에서 상기 설정시간 내에 상기 선박의 최종속도로 이동이 가능한 상기 복수의 제2 지점을 생성한다(S45,S55).
선박 네비게이션시스템(100)은 상기 환경정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하고 나머지 제2 지점들은 필터링할 수 있다. 환경정보는 고정정보 및 가변정보를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 복수의 제2 지점들이 기설정된 영역 내에 적어도 둘 이상 오버랩되는 경우, 상기 기설정된 영역 내에서 상기 목적지점으로부터 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택하고 나머지 제2 지점들은 필터링한다. 즉, 복수의 제2 지점들 중 기설정 영역 중 가장 멀리 이동한 대표점, 즉, 목적지점(B)와 가까운 지점만 남기고 나머지 지점들은 삭제한다(S60).
또한 선박 네비게이션시스템(100)은 필터링된 대표점들 중 G값과 H값을 계산하여 출발지점(A)과 목적지점(B) 사이 직선거리의 M배보다 크면 그 대표점은 삭제한다(S70). 이때 M은 자연수로, 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다.
또한 선박 네비게이션시스템(100)은 기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단한다. 그리고 상기 장애물 영역에 포함되는 적어도 하나의 제2 지점을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 나머지 제2 지점들만 필터링한다(S80). 이때 장애구역 정보는 통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경정보, 암초 정보 등을 포함한다. 예를 들어 임의의 대표점이 통항선 지역에 속할 때에는 통항선의 진행방향과 현재 선박의 이동방향을 비교해서 차이가 나면 필터링을 할 수 있다.
선박 네비게이션시스템(100)은 상기 출발지점(A)에서 상기 제2 지점까지 연결한 경로가 상기 출발지점부터 상기 목적지점까지의 직선거리의 기설정된 배수 이상을 넘을 경우, 상기 최종 선택된 제2 지점을 필터링하고, 상기 직선거리의 기설정된 배수 이상을 넘지 않는 적어도 하나의 제2 지점만을 남길 수 있다(S90). 즉, H값(목적지점(B)까지의 거리)이 기준시간 내에 도달 가능거리보다 크면, 상기 제1지점으로부터 제2지점을 생성하여 필터링하는 과정을 반복한다.
상기 선택된 제2 지점들을 연결한 경로가 기준시간 내에서 도달가능한 거리인 경우이면 최종 항로로 결정하여 출력한다(S100).
본 발명의 실시예들에 따른 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플레시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 선박 네비게이션 시스템
110 : 고정정보시스템 111 : 실시간 감시 모듈
120 : 가변정보시스템
121 : 기상모듈 122 : 위성통신모듈
123 : 해도모듈 124 : 항로모듈
130 : 인터페이스시스템 131 : 모니터
200 : 항로제어시스템
210 : 항로제어모듈 250 : Ux 모듈

Claims (15)

  1. 선체정보를 포함한 고정정보를 관리하는 고정정보시스템;
    위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 가변정보를 관리하는 가변정보시스템; 및
    상기 고정정보와 상기 가변정보를 반영하여 출발지점과 목적지점 사이의 최적항로정보를 제공하는 항로제어시스템을 포함하고,
    상기 항로제어시스템은
    상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달하는 경로 중 적어도 하나의 제1 지점으로부터 선박의 최종속도를 기준으로 지정된 시간 내에 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하여 최적항로정보를 제공하는 선박 네비게이션시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 항로제어시스템은
    상기 고정정보, 상기 가변정보 및 상기 최적항로정보 중 적어도 어느 하나를 수집하여 저장하는 UX 모듈을 포함하는 선박 네비게이션시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 항로제어시스템은
    상기 제1 지점이 출발지점인 경우 전 방향에 대하여 상기 복수의 제2 지점을 생성하고, 상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우 기설정된 각도 이내에서 상기 복수의 제2 지점을 생성하는 선박 네비게이션시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 항로제어시스템은
    상기 복수의 제2 지점들 중, 상기 목적지점까지 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택하는 선박 네비게이션시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 항로제어시스템은
    기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하고, 상기 장애물 영역에 포함되는 제2 지점들을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 제2 지점들을 선택하는 선박 네비게이션시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 UX 모듈은
    상기 장애구역정보를 저장하는 선박 네비게이션시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 장애구역정보는
    통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경 정보, 및 위험지역 정보 중 적어도 하나를 포함하는 선박 네비게이션시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 항로제어시스템은
    상기 출발지점에서 상기 제1 지점 및 제2 지점을 거쳐 상기 목적지점까지 연결한 경로가 기설정된 거리 이하가 되도록 상기 제1 지점 및 제2 지점을 선택하는 선박 네비게이션시스템.
  9. (a)출발지점과 목적지점을 설정하는 단계;
    (b)선체정보, 위치정보, 기상정보, 장애구역 정보 및 해도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고정정보 또는 가변정보를 수집하는 단계;
    (c)상기 출발지점으로부터 상기 목적지점에 도달하는 경로 중 적어도 하나의 제1 지점으로부터 선박의 최종속도를 기준으로 도달가능한 복수의 제2 지점을 생성하는 단계;
    (d)상기 고정정보 또는 상기 가변정보에 따라 상기 복수의 제2 지점들 중 적어도 하나의 제2 지점을 선택하는 단계; 및
    (e)상기 선택된 제2 지점이 상기 목적지점에 도달할 때까지 상기 (c)단계 및 상기 (d)단계를 반복하는 단계를 포함하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (c)단계는
    상기 제1 지점이 출발지점인 경우, 전 방향에 대하여 상기 복수의 제2 지점을 생성하고,
    상기 제1 지점이 출발지점이 아닌 경우, 기설정된 각도 이내에서 상기 복수의 제2 지점을 생성하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 (d)단계는
    상기 복수의 제2 지점들 중, 상기 목적지점까지 최단거리인 적어도 하나의 제2 지점을 선택하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (d)단계는
    기상정보, 해도정보, 장애구역정보 및 위치정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 제2 지점이 장애물 영역에 해당하는지 판단하는 단계; 및
    상기 장애물 영역에 포함되는 제2 지점을 삭제하고 상기 장애물 영역에 포함되지 않는 제2 지점들을 선택하는 단계를 포함하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 장애구역정보는
    통항선(Traffic line) 정보, 육상지역 정보, 국경정보, 및 위험지역 정보 중 적어도 하나를 포함하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (d)단계는
    상기 출발지점에서 상기 제1 지점 및 제2 지점을 거쳐 상기 목적지점까지 연결한 경로가 기설정된 거리 이하가 되도록 상기 제1 지점 및 제2 지점을 선택하는 단계를 더 포함하는 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항의 선박 네비게이션시스템의 경로제어방법을 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현한 컴퓨터 판독 가능 매체.
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