KR20130128221A - 선박 감시시스템 및 그의 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박 감시시스템 및 감시방법에 관한 것이다. 본 발명은 선박이 모선과 자선으로 구분되어 운영되는 환경에서, 자선이 모선의 자원을 이용하여 자선이 필요로 하는 정보를 제공받아 감시 대상 선박을 추적 및 감시하는 발명이다. 이를 위해 목표물을 탐지하는 레이더 및 전자해도시스템을 구비하는 모선(100)과, 모선(100)과 데이터를 송수신하며 상기 모선(100)으로부터는 운항중인 자선(200)의 현재 위치 정보에 따라 보정된 레이더 영상과 전자해도 정보가 중첩된 영상정보를 제공받아 표시하는 이동형 장치(220)를 구비한 복수의 모선(200)으로 구성되는 선박 감시시스템을 개시한다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 저비용으로 감시 대상 선박에 대한 추적 및 감시를 효율적으로 수행할 수 있으며, 장비의 구매 및 설치 비용, 그리고 운영 비용 등을 현저하게 절감할 수 있는 이점이 있다.

Description

선박 감시시스템 및 그의 방법{VESSEL MONITORING SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 선박 감시시스템에 관한 것으로, 특히 선박이 모선과 자선으로 운영될 때 자선이 자선 기준의 레이더 영상과 전자해도 정보가 중첩된 정보를 모선으로부터 제공받아 자선의 위치를 확인하면서 감시 대상선박을 효율적으로 감시하고, 아울러 모선이 자선의 주변 환경을 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 선박 감시시스템 및 그의 방법에 관한 것이다.
선박이 모선과 자선으로 분리되어 운영하는 경우, 대부분의 자선에는 공간의 협소함으로 인해 소형 선박용 레이더 장비와 같이 최소한의 항해통신장비만 탑재하여 운행하고 있는 실정이다. 그러나 해양경찰에서 사용하는 고속 단정과 같은 자선은 불법 어선을 효과적으로 감시 및 추적하기 위해서는 고성능의 레이더 영상뿐만 아니라 자선을 기준으로 한 레이더 영상과 전자해도가 중첩된 정보가 요구된다. 그럼에도 고속 단정은 그 특성상 고속 기동이 가능해야 하기 때문에 상술한 바와 같이 레이더 등의 필수 장비만이 설치되고 있고, 이러한 장비를 통해 획득되는 이미지만을 이용하여 관련 임무를 수행하고 있다. 이 경우, 자선은 소형 레이더 장비를 통해 획득된 레이더 영상만을 활용하고 있어 감시 대상 범위가 제한적이며 영상의 화질도 좋지 않은 문제가 있다. 또한 자선은 전자해도를 이용한 자선의 위치를 정확하게 확인할 수 없는 문제가 발생한다. 만약 고속 단정에 필요한 장비를 모두 설치할 경우 고속 단정의 고속 기동을 기대할 수 없다.
또한, 자선은 모선으로부터 떨어져서 주어진 임무를 수행한다. 이때 임무 수행 중 또는 기동시 현재 상황에 대한 모선으로의 보고는 통상적으로 무전기 등을 이용하여 교신을 한다. 하지만 해양 환경의 특성상 다양한 이유로 인하여 교신이 정상적으로 되지 않는 경우가 발생한다. 또한 모선과 자선이 교신을 한다고 하더라도 모선은 단지 음성 정보만을 통해 자선으로부터 정보를 전달받기 때문에 모선에서는 자선의 주변상황에 대한 정보를 보다 구체적으로 확인할 수 없다.
이에 따라, 선박이 모선과 자선으로 분리되어 운행되는 조건에서 자선은 감시 대상 선박에 대한 감시 및 추적을 효과적으로 수행하기 위해 고성능의 레이더 영상 및 그 레이더 장비에 전자해도가 중첩된 정보가 필요하다. 또한 모선은 자선의 주변 환경을 음성 정보가 아닌 영상정보를 통해 실시간으로 제공받아 현재 상황에 대한 감시를 할 필요가 요구된다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상대적으로 공간이 협소한 소형 선박에 고성능의 레이더 장비나 전자해도(ECDIS) 시스템 등의 항해장비를 설치하지 못한 환경에서도 자선은 자선이 필요로 하는 정보를 모선으로부터 제공받아 이용하도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 모선이 적어도 한 대의 자선의 주변 환경에 대한 정보를 영상으로 제공받아 실시간 감시가 이루어지도록 하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 해상 운항 목표물을 탐지하도록 레이더 및 전자해도시스템을 구비하는 제1운항선박; 그리고 상기 제1운항선박과 데이터를 송수신하며, 상기 제1운항선박으로부터 운항중인 자선의 현재 위치 정보에 따라 보정된 레이더 영상과 전자해도 정보가 중첩된 영상정보를 제공받고 상기 영상정보를 이용하여 감시대상 선박을 감시하도록 이동형 장치를 구비하는 제2운항선박을 포함하는 선박 감시시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 해상 운항 목표물을 탐지하는 레이더를 구비하는 제1운항선박; 그리고 상기 제1운항선박과 데이터를 송수신하며, 자선의 현재 위치 정보에 따라 보정된 레이더 영상을 상기 제1운항선박으로부터 제공받아 기 제공된 전자해도 정보와 중첩시켜 영상정보를 생성하고 상기 영상정보를 이용하여 감시대상 선박을 감시하도록 이동형 장치를 구비하는 제2운항선박을 포함하는 선박 감시시스템이 제공된다.
여기서 상기 제1운항선박은 선박 정보를 수집하는 선박정보 수신부, 그리고 수집한 선박정보에서 선박의 감시와 관련된 유효한 정보만을 획득하는 정보처리부를 더 포함하고, 상기 이동형 장치는 상기 유효한 정보를 상기 영상정보에 표시하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제1운항선박은 상기 레이더가 스캔한 정보를 화면에 표시할 수 있는 이미지 형태로 변환하는 레이더 영상처리부를 더 포함하고, 상기 이미지 형태는 평면상에 가로 주사의 화면 형태로 변환되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2운항선박은 자선의 현재 위치정보를 좌표값으로 획득하는 지피에스(GPS)를 더 포함하고, 상기 제1운항선박은 상기 지피에스의 좌표값을 기초로 하여 상기 제2운항선박의 현재 위치로 보정된 레이더 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2운항선박은 상기 레이더의 기능을 원격으로 조절하거나 상기 제2운항선박이 감시하고자 하는 감시 대상 선박을 선택하도록 제어명령을 발생하는 레이더 원격제어부를 더 포함하고, 상기 제1운항선박은 상기 제어명령에 따라 상기 레이더의 세부기능을 조절하거나 상기 감시 대상 선박에 대한 정보를 획득하여 상기 제1운항선박으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2운항선박은 자선의 주변 환경을 촬영하는 카메라를 더 포함하고, 상기 제1운항선박은 상기 카메라로부터 촬영된 정보를 실시간으로 전송받아 상기 제2운항선박의 현재 상황을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2운항선박은 상기 제1운항선박에서 전송받은 레이더 영상과 현재 자선의 위치에 대한 전자해도 정보가 차이가 있는 경우 상기 레이더 영상을 자선의 위치를 기준으로 보정하는 영상이미지 보정부를 더 포함하고, 상기 영상이미지 보정부는 중첩하고자 하는 전자해도의 기준 이미지에 맞게 상기 레이더 영상을 보정하거나, 상기 제2운항선박의 고유값, 좌표값 및 레이더 영상을 이용하여 상기 레이더 영상을 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2운항선박이 자선의 GPS 좌표값을 제1운항선박으로 전송하는 단계; 상기 제1운항선박이 상기 GPS 좌표값을 이용하여 상기 제2운항선박이 위치한 영역의 레이더 영상을 획득하는 단계; 상기 제1운항선박이 상기 레이더 영상과 상기 제2운항선박의 현재 위치에 대한 전자해도를 중첩하여 영상정보를 생성하는 단계; 그리고 상기 제1운항선박이 상기 영상정보를 상기 제2운항선박의 이동형 장치에 표시하여 상기 제2운항선박이 감시 대상선박을 감시 및 추적하는 선박 감시방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제2운항선박이 주변환경을 촬영하는 단계; 촬영된 정보를 상기 제1운항선박으로 전송하는 단계; 그리고 상기 제1운항선박이 상기 제2운항선박에 대한 주변환경을 모니터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제2운항선박은 상기 제1운항선박으로부터 상기 레이더 영상을 제공받고 상기 이동형 장치에 기 제공되어 표시되는 전자해도에 중첩시켜 영상정보를 표시할 수도 있다.
또한 상기 제2운항선박은 상기 제1운항선박으로부터 감시대상 선박에 대한 선박정보를 제공받고 상기 이동형 장치에 표시되는 전자해도 또는 영상정보에 중첩시켜 표시할 수 있다.
본 발명에서는 선박이 모선과 자선으로 구분되어 운영되는 조건에서, 자선의 특성상 공간이 협소하거나 고가의 장비를 설치할 수 없는 환경에서도 자선은 모선에 설치된 고성능의 레이더 및 전자해도시스템으로부터 자선이 필요로 하는 정보를 제공받아 이동형 장치를 통해 활용하고 있기 때문에, 저비용으로 고화질의 영상정보를 통한 감시 대상 선박에 대한 추적 및 감시를 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한 모선은 자선이 가공한 정보를 복수의 자선으로 전송할 수 있어, 자선마다 감시대상 선박의 추적 및 감시를 위한 고성능의 장비를 각각 설치하지 않아도 되기 때문에, 장비의 구매 및 설치 비용, 그리고 운영 비용 등을 현저하게 절감할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.
아울러, 본 발명은 모선이 자선으로부터 실시간 영상정보를 제공받을 수 있어 자선의 현재 상황에 대하여 효율적인 모니터링이 가능한 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 감시시스템의 전체 구성도
도 2는 도 1의 모선과 자선에 설치된 선박 감시를 위한 구성의 세부 블록 구성도
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 선박 감시를 위한 흐름도
도 4는 본 발명에 따라 레이더 영상과 전자해도를 중첩하는 상태를 보인 예시도
도 5는 본 발명에 따라 영상정보에 감시대상 선박 및 AIS 정보를 표시하는 흐름도
도 6은 본 발명에 따라 검사 대상 선박(300)에 대한 추적정보를 표시한 상태를 보인 예시도
도 7은 본 발명에 따라 레이더를 원격 조작하는 과정을 보인 흐름도
도 8은 본 발명에 따라 전자해도상의 기준 이미지와 레이더 영상의 기준 이미지를 매핑하는 영상보정 기법을 설명하고 있는 예시도
도 9는 본 발명에 따라 자선의 고유값 및 좌표값을 이용하여 영상정보를 매핑하는 영상보정 기법을 설명하고 있는 예시도
이하 본 발명에 의한 선박 감시시스템 및 그 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시 예는 설명의 편의를 위하여 선박이 모선(즉, 제1이동체)과 자선(즉, 제2이동체)으로 분리되어 운영되는 경우를 예로서 설명하기로 한다. 자선은 모선을 중심으로 복수 대가 운영된다. 그러나 본 발명은 반드시 모선과 자선으로 구분되는 선박에만 한정되지는 않고 다른 예로서 항만과 연안에서 운영되고 있는 VTS(Vessel Traffic Service) 및 CITS(Costal Intelligent Transport System) 등의 이동형 시스템에도 얼마든지 적용 가능함에 유의해야 할 것이다.
도 1에는 본 발명의 실시 예에 따른 해양 선박 감시시스템의 전체 구성도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 해양 선박 감시시스템은 제1운항선박인 모선(100)과 제2운항선박인 복수의 자선(200)을 포함하며, 추가로 자선이 해양에서 불법 어선과 같은 선박을 감시 및 추적하기 위한 감시대상 선박(300)이 구성된다. 상기의 선박(300)의 감시를 위한 구성은 자선(200)이 고성능의 레이더가 탑재된 모선(100)으로부터 자선(200)의 위치를 기준으로 한 레이더 영상과 전자해도가 중첩된 정보를 제공받아 이를 표시하는 구성과, 자선(200)의 주변 환경을 실시간 영상으로 모선(100)에 전송하기 위한 구성들을 포함한다. 이러한 구성은 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1의 모선과 자선에 설치된 구성의 세부 블록 구성도이다. 도 2는 모선(100)과 자선(200)에 구비된 구성을 구분하여 설명하기로 한다.
모선 구성
모선(100)에는 자선(200)으로부터 전송되는 자선의 현재 좌표값을 기초로 하여 자선(200) 및 감시대상 선박(300)의 존재와 위치를 탐지하는 레이더(110)가 설치된다. 레이더(110)는 자선(200)에 설치될 수 있는 레이더보다 상대적으로 보다 넓은 범위를 스캔(scan)하고 고정밀도의 이미지를 획득할 수 있는 장비이다.
모선(100)에는 레이더(110)에서 전달되는 각종 정보(즉 영상정보, 방위정보 등)을 화면에 표시할 수 있는 이미지 형태로 변환하는 레이더 영상처리부(120)가 구성된다. 레이더 영상처리부(120)는 레이더(110)에서 송신 트리거와 비디오 신호 및 안테나 동기신호 등을 전송받아 상기의 이미지 변환 과정을 수행하며, 이때 가로 주사(Raster Scan)의 화면 형태로 변환시킨다.
모선(110)에는 정보 처리부(130)가 구성된다. 정보 처리부(130)는 본 발명이 요구하는 전자해도와 레이더 영상을 중첩하여 얻어진 영상정보를 생성하는 실질적인 기능과 데이터 통신 기능을 제어하는 기능을 수행한다. 상기의 영상정보는 레이더(110)가 스캔한 레이더 영상을 자선(200)의 위치를 기준으로 보정한 후 이를 전자해도에 중첩하여, 레이더 영상과 전자해도가 중첩된 이미지를 생성하는 것이다. 또한 정보 처리부(130)는 후술하는 선박 자동식별장치인 AIS 수신부(170)가 수신한 로우 데이터(raw data) 중에서 선박의 감시 및 추적과 관련된 정보만을 파싱(parsing)하여 유효 정보만을 획득하는 역할도 수행한다. 이는 후술하는 이동형 장치(220)가 AIS 정보를 처리하도록 쉽게 하기 위함이다. 참고로 AIS 정보는 자선(200)의 운항과 관련된 정보로서, 항해 통신장비에서 나오는 신호일 수도 있고, 운항에 필수적인 각종 선박기기에서 출력되는 신호일 수도 있다. 이러한 일 예로 자선(200)의 위치정보나 선체 운동정보, 운항하는 항로의 자연환경 정보, 운항하는 항로에 위치한 다른 선박의 위치정보, 또는 운항하는 항로의 전자해도 정보일 수 있다.
모선(110)에는 데이터베이스(140)가 구성된다. 데이터베이스(140)는 전자해도 정보, 그리고 레이더 정보를 가공 및 표시하고, 상기의 영상정보를 생성하기 위한 일련의 프로그램 등이 저장된다.
그리고 모선(110)에는 RF 통신부(150), 레이더 제어부(160), AIS 수신부(즉 선박정보 수신부)(170) 및 모니터(180) 등의 구성이 구축된다. RF 통신부(150)는 복수의 자선(200)과의 RF 통신을 위한 네트워크를 구축하기 위한 것이다. 레이더 제어부(160)는 자선(200)의 필요에 의하여 원격으로 레이더(110)의 기능을 제어하는 역할을 하며, 통상 시리얼 통신 포트를 이용하여 제어동작이 수행된다. AIS 수신부(170)는 상술한 바와 같이 선박 자동식별장치로서 자선(200)이나 감시대상 선박(300)과 관련된 정보를 상시 수신하는 역할을 한다. 모니터(180)는 자선(200)에서 전송되는 자선(200)의 주변환경을 영상으로 표시하기 위한 것이다.
자선 구성
자선(200)에는 자선의 위치 좌표 값을 추출하기 위한 지피에스(GPS, DGPS)(210)가 설치된다.
또한 자선(200)에는 스마트 태블릿 형태의 PC를 사용하는 이동형 장치(220)가 제공된다. 이동형 장치(220)는 자선(200)에 탑승한 사용자가 이동하면서 사용할 수 있고, 해양 환경을 고려하여 충격, 방습, 방수 등의 외부 조건에 만족하도록 설계되는 것이 바람직하다. 그리고 이동성이 가능해야 하기 때문에 탈부착 가능한 배터리나 내장 배터리가 장착되며 무선 통신을 위한 안테나가 장착된다. 또한 사용자에 의해 전자해도의 갱신이 가능해야 한다.
이동형 장치(220)에는 전체적인 제어동작을 제어하는 제어부(222)가 구성된다. 제어부(222)는 모선(100)과의 정보 송수신 및 모선(100)에서 전송되는 영상정보를 표시부(226)에 표시하는 기능을 수행한다. 또한 영상정보의 보정이 필요한 경우 보정된 영상정보를 전자해도와 매핑시켜 표시부(226)에 표시하는 기능도 수행한다.
그리고 이동형 장치(220)는 RF통신부(224), 레이더 원격 제어부(228), 영상이미지 보정부(230), 데이터 베이스(240) 및 카메라(250) 등의 구성이 더 구축된다. RF 통신부(224)는 모선(100)과의 RF 통신을 위한 통신망을 구축하기 위한 것이다. 레이더 원격 제어부(228)는 모선(100)에 설치된 레이더(110)의 세부 기능을 조절하는 기능 및 자선(200)의 필요에 의해 감시를 원하는 선박을 선택할 수 있는 기능이 제공된다. 영상이미지 보정부(230)는 모선(100)과 자선(200)의 위치 차이가 기준 값과 비교하여 클 경우 또는 모선(100)에서 전송된 레이더 영상과 전자해도 이미지가 차이가 많이 날 경우 레이더 영상을 보정하는 역할을 한다. 이러한 영상 이미지를 보정할 경우 이동형 장치(200)는 전자해도를 표시부(226)에 표시하고 데이터 베이스(240)에 저장된 전자해도를 불러와서 매핑시키는 기능도 수행할 수 있다. 이의 기능은 제어부(222)가 수행하는 것이 바람직하다. 데이터 베이스(240)는 모선(100)에서 전송되는 영상 정보를 표시부(226)에 표시하기 위한 프로그램 및 영상이미지를 보정하기 위한 프로그램 등을 저장하고 있으며, 또한 이동형 장치(222)가 전자해도를 표시할 수 있도록 전자해도 정보를 저장하고 있다. 여기서 전자해도를 표시하는 경우, 국제수로기구(IHO)의 표준규격(S-57) 형태의 전자해도를 표시하며 전자해도의 처리를 위한 커널로는 'SevenCs 커널'이 사용될 수 있다. 카메라(250)는 웹 카메라, IP 카메라, 네트워크 카메라 등이 이용되나, 더 좋은 영상의 화질로 자선(200)의 주변 환경을 촬영할 수 있는 카메라이면 그 종류에는 상관하지 않는다. 이러한 카메라(250)는 카메라는 자선(200)을 기준으로 360°주변을 촬영할 수 있도록 회전가능하게 별도의 브라켓 등에 설치된다.
다음으로 상술한 구성을 가지는 선박 감시시스템에서 선박 감시를 위한 일련의 과정들에 대해 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 선박 감시를 위한 흐름도이다. 도 3은 자선(200)이 자신의 현재 위치에 대하여 레이더 영상과 전자해도가 중첩된 영상정보를 제공받아 자선의 위치를 확인하면서 감시 대상 선박을 추적하는 과정을 보이고 있다.
먼저, 자선(200)은 GPS(210)를 통해 현재 자선의 위치 좌표값을 추출한다.(s400) 좌표값 추출은 자선(200)이 운행중인 상황에서 상시 추출된다. 이렇게 추출된 좌표값은 RF 통신부(224)(150)를 통해 모선(100)으로 전송되고(s402), 모선(100)의 정보처리부(130)는 좌표값을 참조하여 자선(200) 주변 영역에 대한 레이더 정보를 스캔하도록 레이더(110)를 제어한다. 이에 따라 레이더(110)는 자선의 현재 위치를 기준으로 하여 레이더 영상을 스캔하고(s406), 레이더 영상처리부(120)는 레이더(110)로부터 레이더 영상을 전달받는다.
레이더 영상처리부(120)는 레이더 영상을 가공한다(s410). 즉 레이더(110)로부터 송신 트리거와 비디오 신호, 안테나 동기신호를 받아 화면에 표시할 수 있는 이미지 형태로 정보를 변환 가공하는 것이다.
가공된 레이더 영상은 정보 처리부(130)로 전달된다. 그러면 정보 처리부(130)는 가공된 레이더 영상을 자선의 현재 위치에 해당하는 전자해도 정보와 중첩시켜 자선(200)의 현재 위치를 중심으로 하는 영상정보를 생성한다(s414). 이러한 영상정보를 생성하는 예를 도 4에 도시하고 있다. 도 4는 레이더 영상과 전자해도를 중첩하는 상태를 보인 실시 예 도면이다. 도 4에는 (A)는 레이더 정보, (B)는 전자해도, 그리고 (C)는 레이더 정보와 전자해도가 중첩된 영상정보를 말하고, 영상정보의 생성은 통상 2개의 서로 다른 2개의 이미지를 합성(overlay)하여 표시하는 방법이 사용된다.
정보 처리부(130)는 상기의 영상정보를 RF 통신부(150)(224)로 구축된 네트워크를 통해 자선(200)의 이동형 장치(220)로 전송한다. 이에 이동형 장치(220)는 제어부(222)의 제어동작에 따라 표시부(226)에 영상정보를 표시하고(s418), 따라서 자선(200)의 승무원은 자선(200)의 위치를 확인하면서 감시대상 선박(300)을 감시 및 추적할 수 있게 된다(s420).
이와 같이 자선(200)은 자선 자체에 고성능의 레이더나 전자해도시스템(ECDIS) 등의 장비를 설치하지 않고서도 모선(100)의 장비를 이용하여 자선(200)이 필요로 하는 정보를 제공받을 수 있는 것이다. 물론, 본 발명은 이동형 장치(220)가 전자해도를 표시할 수 있기 때문에 모선(100)이 자선의 현재 위치를 기준으로 하여 레이더 영상만을 전송받고, 제어부(222)가 전자해도와 모선(100)에서 전송받은 레이더 영상을 중첩하여 영상정보를 생성하고 이를 표시부(226)에 표시할 수도 있을 것이다. 이 경우에도 자선(200)에는 자선의 현재 위치를 중심으로 하는 레이더 영상을 모선(100)으로부터 제공받기 때문에 자선(200)에 고성능의 레이더가 필요하지 않으므로 장비 설치로 인한 경비 절감은 물론 보다 좋은 화질의 영상정보를 생성할 수 있을 것이다.
한편, 상술한 바와 같이 모선(100)이 자선(200)에 자선 기준의 영상정보를 전송하는 것은 1대의 자선에 한정되지 않고 복수의 자선에 동시 전송이 가능하다. 그리고 모선(100)을 기준으로 전송 범위는 최대 50km, 전송속도는 11Mbps ~ 300Mbps을 지원한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 영상정보에 감시대상 선박 및 AIS 정보를 표시하는 흐름도이다.
자선(200)는 이동형 장치(220)에 표시되는 다수의 선박 중에서 감시 및 추적을 원하는 감시대상 선박(300)을 선택할 수 있다(s430). 감시대상 선박(300)의 선택은 레이더 원격제어부(228)에 의해 수행된다. 즉, 이동형 장치(220)의 표시부(226)에 표시되는 선박 중 입력장치를 통해 감시를 원하는 선박을 선택한다. 이때 이동형 장치(220)가 터치스크린 기능이 지원되면 표시부(226)에서 감시를 원하는 선박을 직접 선택할 수 있을 것이다.
레이더 원격제어부(228)가 감시대상 선박(300)을 선택하면, 그에 대한 정보는 RF 통신부(150)를 통해 모선(100)의 정보처리부(130)로 전달된다(s432).
정보처리부(130)는 상기 선택된 감시대상 선박(300)에 대한 정보를 레이더(110)를 제어하여 획득한다. 즉 정보처리부(130)는 레이더(110)를 제어하여 감시대상 선박(300)이 위치하고 있는 영역의 레이더 정보와 감시대상 선박(300)의 항로 등에 대한 추적정보 등을 요청하고(s434), 이를 레이더(110)를 통해 수신한다(s436). 이때 모선(100)의 정보처리부(130)는 자선(200)이 요청한 감시대상 선박(300)에 대한 AIS 정보도 AIS 수신부(170)를 통해 획득하게 된다(s438). 이때 AIS 정보는 NMEA(National Marine Electronics Association) 프로토콜로 전송되는 로우 데이터(raw data)로서, 상기 로우 데이터에는 다양한 정보들이 포함되어 있다. 즉 본 실시 예의 선박 감시 및 추적과 관련없는 정보들이 포함될 수 있는 것이다. 이 경우 AIS 정보를 처리하는 이동형 장치(220)는 다양한 정보들로 인하여 AIS 정보를 처리하는 것이 불편할 수 있다. 따라서 정보 처리부(130)는 이동형 장치(220)가 표시부(226)에 감시대상 선박(300)의 필요한 정보만을 표시할 수 있도록 상기 AIS 정보를 파싱(parsing)하여 선박 감시 및 추적과 관련된 유효 정보만을 획득하는 과정을 추가로 수행하는 것이 바람직하다(s439). 따라서 정보 처리부(130)는 레이더 영상, 선박 추적정보 및 가공된 AIS 정보를 가지게 되고 이러한 정보들을 RF 통신부(150, 224)를 통해 자선(100)으로 전송한다(s440). 참고로 자선(200)는 모선(100)의 AIS 수신부(170)를 통해 AIS 정보만을 수신하여 이를 이동형 장치(220)에 표시할 수 있다. 이렇게 하면 자선(200)는 별도의 AIS 시스템을 장착하지 않아도 AIS 정보를 수신할 수 있게 된다.
계속하여 자선(100)의 이동형 장치(220)는 상기의 레이더 영상, 선박 추적정보 및 AIS 정보를 수신하고, 그 중 적어도 하나 이상의 정보를 모선(100)에서 전송받아 표시하고 있는 영상정보에 오버랩시켜 표시한다(s442). 이러한 예를 도 6에 도시하고 있다. 도 6은 본 실시 예에 따라 감시 대상 선박(300)에 대한 추적정보를 표시한 상태를 보인 예시도이다. 물론, 이동형 장치(220)는 표시부(226)에 표시되는 전자해도에 상기의 정보 중 하나 이상의 정보를 표시할 수도 있다. 즉, 모선(100)에서 영상정보를 전송받지 않더라도 이동형 장치(220)가 전자해도를 표시한 상태에서 여러 정보 등을 오버랩하여 표시할 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명에 따라 레이더를 원격 조작하는 과정을 보인 흐름도이다. 본 실시 예는 모선(100)에 설치된 레이더(110)의 세부 기능들을 자선(200)에서 원격으로 제어 가능하다. 즉 레이더(110)는 해양환경의 다양성으로 인하여 레이더(110)의 성능이 변화될 수 있다. 이 경우 레이더(110)의 성능 저하로 인하여 레이더 영상의 화질 등이 저하될 수 있다. 그래서 해양환경에 적응적으로 대처하여 항상 양질의 레이더 성능을 수행할 수 있도록 레이더의 기능을 조절할 필요성이 있고, 본 실시 예는 이를 자선(200)에서 자선의 환경에 맞춰 조절할 수 있다는 것이다.
이를 수행하기 위해서는 먼저 자선(200)의 이동형 장치(220)는 레이더의 기능 중 조절하고자 하는 제어정보를 입력하고, 이를 RF 통신부(224, 150)를 통해 모선(100)으로 전송한다(s450).
모선(100)은 정보 처리부(130)가 전송받은 제어정보를 레이더 제어부(160)를 전달한다(s452). 레이더 제어부(160)는 제어정보를 반영할 수 있는 일련의 레이더 제어프로토콜을 이용하여 레이더(110)가 제공할 수 있는 기능을 조절한다(s454).
그리고 이에 대한 결과값은 레이더 제어부(160)가 레이더(110)의 상태를 모니터링하여 획득하게 되며(s456), 모선(100)은 이를 자선(200)으로 전송하여(s458), 조절하고자 하는 요구에 맞춰 제어동작이 이루어졌는지 확인하다. 만약 제어동작이 정상적으로 수행되지 않는 경우 이에 해당하는 오류 메시지가 이동형 장치(220)에 표시될 것이고, 따라서 사용자는 자선(200)의 이동형 장치(220)를 다시 조작하여 상술한 과정이 반복되게 요청한다. 물론, 수 회의 제어 요청에 따라서도 레이더(110)의 기능이 변화되지 않을 경우에는 모선(100)으로 이러한 사실을 통지하여 모선(100)에서 직접 레이더(110)의 기능을 조절하도록 요청하는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시 예는 모선(100)이 자선(200)으로 영상정보를 전송하는 도중, 모선(100)과 자선(200)의 위치가 변동되거나, 또는 모선(100)이 전송한 레이더 영상과 전자해도가 차이가 있는 등이 이유로 인하여 레이더 영상을 보정하고 이를 전자해도에 매핑하는 보정과정이 추가로 수행될 수 있다. 이는 전자해도상의 기준 이미지와 레이더 영상의 기준 이미지를 매핑하는 영상보정 기법을 설명하고 있는 도 8과, 자선의 고유값 및 좌표값을 이용하여 영상정보를 매핑하는 영상보정 기법을 설명하고 있는 도 9를 참조하기로 한다.
도 8은 상술한 이유로 인하여 레이더 영상의 보정이 필요한 경우이다. 예를 들어 전자해도의 기준 이미지가 (a)와 같이 제공된 상태에서 모선(100)에서 전송받은 레이더 영상이 (b)와 같은 경우 그 둘의 이미지는 상당한 차이가 있다. 이 상태에서 둘의 이미지를 중첩할 경우 정확한 영상정보를 얻기는 어렵다.
따라서 (b)와 같은 레이더 영상이 전송될 경우 자선(200)의 영상 이미지 보정부(230)는 전송받은 레이더 영상을 시계 또는 반시계 방향으로 소정 각도씩 회전시키면서 전자해도의 기준이미지와 동일한지 판단하도록 한다. 도 8에서는 (b)의 레이더 영상을 소정 각도씩 회전시켜가면서 (c), (d) 및 (e)의 영상을 순서대로 획득하고, 최종적으로 전자해도 기준이미지와 동일한 (d)의 레이더 영상으로 보정을 한다.
이후, 보정 완료된 레이더 영상과 전자해도를 매핑시켜 자선의 위치를 기준으로 하는 정확한 영상정보를 생성하고 이를 표시부(226)에 표시한다.
도 9는 자선(200)의 고유 값과 현재 위치에 대한 좌표값을 이용하는 것이다. 즉 영상 이미지 보정부(230)는 자선(200)의 고유값 및 좌표값을 근거로 입력받은 레이더 영상을 보정하고 보정된 레이더 영상을 획득한다. 획득된 보정된 레이더 영상은 전자해도와 매핑되어, 자선의 위치를 기준으로 하는 정확한 영상정보를 생성하고 이를 표시부(226)에 표시한다.
이와 같이 본 실시 예는 모선(100)과 자선(200)의 위치가 미리 주어진 일정 기준값 이상으로 변동하더라도 레이더 영상을 보정하여 전자해도에 매핑시키기 때문에, 항상 정확한 자선(200)의 위치를 기반으로 감시 대상 선박(300)에 대한 감시 및 추적할 수 있는 기능을 제공한다.
한편, 본 발명은 모선(100)이 자선(200)의 주변 환경을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 이는 상술한바 있는 RF 통신부(150)(224)에 의해 통신망이 구축되어 있고, 아울러 자선(200)에는 자선(200)의 주변을 촬영할 수 있는 카메라(250)가 장착되어 있기 때문에 가능하다.
따라서, 자선(200)에 장착된 카메라(250)가 자선(200)의 주변 환경을 촬영하면, 촬영된 정보는 RF 통신부(150)(224)를 통해 모선(100)으로 실시간 전송된다. 전송된 주변 환경 정보는 모선(100)의 모니터(180)를 통해 표시된다. 그렇기 때문에 모선(100)는 자선(200)의 현재 상황에 대한 원격 모니터링이 가능하게 된다.
자선(200)에 장착된 카메라(250)는 자선(200)에서 직접 제어할 필요는 없다. 즉, 카메라(250)가 촬영한 정보는 모선(100)에서 모니터링 하기 때문에, 모선(100)에서 직접 제어하는 것이 바람직하다. 따라서 모선(100)에서는 모니터링 하고자 하는 영역으로 카메라(250)의 팬 틸트 줌(PTZ) 정보를 제어하는 기능이 제공된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시 예에 따르면, 본 발명은 자선이 공간 제약이나 고가의 장비를 설치할 수 없더라도 모선의 자원을 이용하여 자선이 필요로 하는 정보를 모선으로부터 제공받기 때문에 자선에서는 양질의 영상정보를 통해 감시 대상선박에 대한 추적을 효과적으로 수행할 수 있다. 아울러 모선의 자원을 여러 대의 자선이 활용할 수 있다. 또한 모선은 자선으로부터 자선의 주변환경에 대한 영상을 실시간으로 제공받아 모니터링할 수 있어 자선의 현재 상황을 구체적으로 알 수 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개적을 할 수 있다는 것은 자명하다.
100 : 모선 (제1운항선박) 200 : 자선 (제2운항선박)
300 : 감시 대상 선박
110 : 레이더 120 : 레이더 영상처리부
130 : 정보 처리부 140, 240 : DB
150, 224 : RF 통신부 160 : 레이더 제어부
170 : AIS 수신부 180 : 모니터
210 : 지피에스(GPS) 220 : 이동형 장치
222 : 제어부 230 : 영상 이미지 보정부
250 : 카메라

Claims (12)

  1. 해상 운항 목표물을 탐지하도록 레이더 및 전자해도시스템을 구비하는 제1운항선박; 그리고
    상기 제1운항선박과 데이터를 송수신하며, 상기 제1운항선박으로부터 운항중인 자선의 현재 위치 정보에 따라 보정된 레이더 영상과 전자해도 정보가 중첩된 영상정보를 제공받고 상기 영상정보를 이용하여 감시대상 선박을 감시하도록 이동형 장치를 구비하는 제2운항선박을 포함하는 선박 감시시스템.
  2. 해상 운항 목표물을 탐지하는 레이더를 구비하는 제1운항선박; 그리고
    상기 제1운항선박과 데이터를 송수신하며, 자선의 현재 위치 정보에 따라 보정된 레이더 영상을 상기 제1운항선박으로부터 제공받아 기 제공된 전자해도 정보와 중첩시켜 영상정보를 생성하고 상기 영상정보를 이용하여 감시대상 선박을 감시하도록 이동형 장치를 구비하는 제2운항선박을 포함하는 선박 감시시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1운항선박은 선박 정보를 수집하는 선박정보 수신부, 그리고
    수집한 선박정보에서 선박의 감시와 관련된 유효한 정보만을 획득하는 정보처리부를 더 포함하고,
    상기 이동형 장치는 상기 유효한 정보를 상기 영상정보에 표시하는 것을 특징으로 하는 선박 감시시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1운항선박은 상기 레이더가 스캔한 정보를 화면에 표시할 수 있는 이미지 형태로 변환하는 레이더 영상처리부를 더 포함하고,
    상기 이미지 형태는 평면상에 가로 주사(Raster Scan)의 화면 형태로 변환되는 것을 특징으로 하는 선박 감시시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2운항선박은 자선의 현재 위치정보를 좌표값으로 획득하는 지피에스(GPS)를 더 포함하고,
    상기 제1운항선박은 상기 지피에스의 좌표값을 기초로 하여 상기 제2운항선박의 현재 위치로 보정된 레이더 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 선박 감시시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2운항선박은 상기 레이더의 기능을 원격으로 조절하거나 상기 제2운항선박이 감시하고자 하는 감시대상 선박을 선택하도록 제어명령을 발생하는 레이더 원격제어부를 더 포함하고,
    상기 제1운항선박은 상기 제어명령에 따라 상기 레이더의 세부기능을 조절하거나 상기 감시 대상 선박에 대한 정보를 획득하여 상기 제1운항선박으로 전송하는 것을 특징으로 하는 선박 감시시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제2운항선박은 자선의 주변 환경을 촬영하는 카메라를 더 포함하고,
    상기 제1운항선박은 상기 카메라로부터 촬영된 정보를 실시간으로 전송받아 상기 제2운항선박의 현재 상황을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 선박 감시시스템
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2운항선박은 상기 제1운항선박에서 전송받은 레이더 영상과 현재 자선의 위치에 대한 전자해도 정보가 차이가 있는 경우 상기 레이더 영상을 자선의 위치를 기준으로 보정하는 영상이미지 보정부를 더 포함하고,
    상기 영상이미지 보정부는 중첩하고자 하는 전자해도의 기준 이미지에 맞게 상기 레이더 영상을 보정하거나, 상기 제2이동체의 고유값, 좌표값 및 레이더 영상을 이용하여 상기 레이더 영상을 보정하는 것을 특징으로 하는 선박 감시시스템.
  9. 제2운항선박이 자선의 GPS 좌표값을 제1운항선박으로 전송하는 단계;
    상기 제1운항선박이 상기 GPS 좌표값을 이용하여 상기 제2운항선박이 위치한 영역의 레이더 영상을 획득하는 단계;
    상기 제1운항선박이 상기 레이더 영상과 상기 제2운항선박의 현재 위치에 대한 전자해도를 중첩하여 영상정보를 생성하는 단계; 그리고
    상기 제1운항선박이 상기 영상정보를 상기 제2운항선박의 이동형 장치에 제공하여 상기 제2이동체가 감시 대상선박을 감시하는 선박 감시방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2운항선박이 주변환경을 촬영하는 단계;
    촬영된 정보를 상기 제1운항선박으로 전송하는 단계; 그리고
    상기 제1운항선박이 상기 제2운항선박에 대한 주변환경을 모니터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 감시방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2운항선박은 상기 제1운항선박으로부터 상기 레이더 영상을 제공받고 상기 이동형 장치에 기 제공되어 표시되는 전자해도에 중첩시켜 영상정보를 표시할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박 감시방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 제2운항선박은 상기 제1운항선박으로부터 감시대상 선박에 대한 선박정보를 제공받고 상기 이동형 장치에 표시되는 전자해도 또는 영상정보에 중첩시켜 표시할 수 있는 것을 특징으로 하는 선박 감시방법.
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