KR20150025336A - 선박간 가시광 통신 시스템 및 그의 통신 방법 - Google Patents

선박간 가시광 통신 시스템 및 그의 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박의 외주면에 설치된 광원으로 가시광 통신 방식을 통해 상대선박의 정보를 획득할 수 있어 선박간의 충돌을 미연에 방지할 수 있도록 한 선박간 가시광 통신 시스템 및 그의 통신 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박의 외주면에 설치된 광원으로 정보요구신호를 가시광 무선통신으로 송신하는 가시광 송신부; 상기 정보요구신호에 대한 응답신호를 가시광 무선통신으로 수신하는 가시광 수신부; 및 상기 가시광 송시부를 통해 송신된 정보요구신호와 상기 가시광 수신부를 통해 수신된 응답신호에 근거하여 선박간의 거리 및 속도를 계산하여 상대 선박에 대한 정보를 획득하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박간 가시광 통신 시스템이 제공된다.

Description

선박간 가시광 통신 시스템 및 그의 통신 방법{VISIBLE LIGHT COMMUNICATION SYSTEM FOR SHIP TO SHIP AND COMMUNICATION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 선박간 가시광 통신 시스템 및 그의 통신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 외주면에 설치된 광원으로 가시광 통신 방식을 통해 상대선박의 정보를 획득할 수 있어 선박간의 충돌을 미연에 방지할 수 있도록 한 선박간 가시광 통신 시스템 및 그의 통신 방법에 관한 것이다.
최근 주목받고 있는 가시광 무선통신(visible light communication) 기술은 디지털 LED(Light Emitting Diode) 조명 빛과 통신을 융합한 통신기술로서 통신여부를 눈으로 확인할 수 있고, 인체에 무해하며, 물리적으로 우수한 보안기능 등을 제공할 수 있다. LED는 기존 조명인 형광등과 백열등에 비해 수은에 의한 환경 파괴 문제를 해결할 수 있으며, 10배 이상의 긴 수명, 90% 전기효율 향상 등의 효과가 있다.
통상적인 선박간의 통신 시스템은 선박의 일정한 범위 안에 있는 선박, 장애물의 위치를 확인하여 선박 사고를 예방하기 위해 쓰이고 있다. 다만, 기상상황의 악화 또는 레이더 시스템의 오류 등으로 인해 레이더 영상의 신뢰성이 저하될 경우 항해사의 육안에만 의존해야 하므로 위험 물체의 탐지가 어려워진다.
선박 사고의 대부분은 선박 간의 충돌 또는 선박과 고정 장애물 간의 충돌에 의한 충돌 등 충돌 사고가 대부분으로, 최근 선박의 크기가 대형화되고 선박의 종류가 다양화됨에 따라, 선박 충돌 사고로 인한 인명 피해, 재산 피해 및 해양 오염과 같은 2차적 피해 등 대규모 피해가 발생하고 있다.
따라서, 선박간의 거리감지를 통해 다가오는 배의 속도를 측정하여 선박 사고로 이어지기전에 미리 회피할 수 있으면서 통신 시스템이 요구된다.
대한민국 등록특허 제1258956호(2013.04.23.) "LED 통신 기능을 가지는 레이더 통신 시스템 및 레이더 통신 시스템의 위험 선박 판단 방법"
본 발명의 목적은, 선박의 외주면에 설치된 광원으로 가시광 통신 방식을 통해 상대선박의 정보를 획득할 수 있어 선박간의 충돌을 미연에 방지할 수 있도록 한 선박간 가시광 통신 시스템 및 그의 통신 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박의 외주면에 설치된 광원으로 정보요구신호를 가시광 무선통신으로 송신하는 가시광 송신부; 상기 정보요구신호에 대한 응답신호를 가시광 무선통신으로 수신하는 가시광 수신부; 및 상기 가시광 송시부를 통해 송신된 정보요구신호와 상기 가시광 수신부를 통해 수신된 응답신호에 근거하여 선박간의 거리 및 속도를 계산하여 상대 선박에 대한 정보를 획득하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박간 가시광 통신 시스템이 제공된다.
상기 제어부는 상기 계산된 선박간의 거리 및 속도를 통해 상기 상대선박과의 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단하고, 충돌 가능성이 있는 경우 상기 상대선박으로부터 피할 수 있도록 회피정보를 제공하는 것이 바람직하다.
상기 광원은 광을 방출할 수 있는 LED이고, 상기 제어부는 상기 LED의 밝기를 조절하는 것이 바람직하다.
상기 LED는 상기 선박의 외주면 전체에 대해 일정 간격을 두고 설치되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 선박의 외주면에 설치된 광원으로 정보요구신호를 가시광 무선통신으로 송신하는 단계; 상기 정보요구신호에 대한 응답신호를 가시광 무선통신으로 수신하는 단계; 및 상기 송신된 정보요구신호와 상기 수신된 응답신호에 근거하여 선박간의 거리 및 속도를 계산하여 상대 선박에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 선박간 가시광 통신 시스템의 통신 방법이 제공된다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박간 가시광 통신 시스템의 통신 방법은 상기 획득하는 단계 이후에, 상기 계산된 선박간의 거리 및 속도를 통해 상기 상대선박과의 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단하는 단계의 판단결과, 충돌 가능성이 있는 경우 상기 상대선박으로부터 피할 수 있도록 회피정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 선박의 외주면에 설치된 광원으로 가시광 통신 방식을 통해 상대선박의 정보를 획득할 수 있어 선박간의 충돌을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 선박간의 거리 및 속도를 통해 다가오는 상대선박에 대하여 회피여부 및 회피방향을 포함하는 회피정보를 제공함으로써, 상대선박으로부터 안정적으로 회피할 수 있는 효과도 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면 선박의 외주면 전체에 대하여 일정 간격을 두고 LED가 설치됨에 따라 전방위에 걸쳐 정밀하고 신뢰성 있게 선박의 주변을 감지할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박간 가시광 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 도 1의 선박간 가시광 통신 시스템을 구현하기 위해 선박에 설치된 광원을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박간 가시광 통신 시스템의 통신 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박간 가시광 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도를 도시하고 있고, 도 2는 도 1의 선박간 가시광 통신 시스템을 구현하기 위해 선박에 설치된 광원을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 선박간 가시광 통신 시스템은 가시광 송신부(10), 가시광 수신부(20) 및 제어부(30)를 포함하여 구성된다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 선박간 가시광 통신 시스템은 제어부(30)의 제어에 따라 상대선박에 대한 정보를 표시하는 디스플레이부(40)를 더 포함할 수 있다.
가시광 송신부(10)는 선박의 외부면에 설치된 광원(11)으로 정보요구신호를 가시광 무선통신으로 송신한다. 여기서 광원(11)은 광을 방출할 수 있는 발광 다이오드(LED)일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 LED(11)는 선박의 외주면 전체에 대해 일정 간격을 두고 설치된다. 따라서 선박의 외주면에 설치된 LED(11)는 야간에 등대역할을 수행할 수 있다.
이와 같이 선박의 외주면 전체에 대해 LED(11)가 설치됨에 따라 전방위에 걸쳐 선박 주변을 정밀하게 감시할 수 있다. LED(11)는 눈에 보이는 빛을 발광함으로써 조명 용도로 사용이 가능하다. 이와 같은 가시광 대역 LED(11)는 일반 통신용 광원 LED와 마찬가지로 전기적인 디지털신호를 인가함에 따라 데이터 변조가 가능하다. 가시광 파장(380-680nm)을 방출하는 LED의 특성을 이용하여 조명 기능과 동시에 데이터 통신을 수행할 수 있다.
가시광 수신부(20)는 가시광 송신부(10)에 의해 송신된 정보요구신호에 대한 응답신호를 가시광 무선통신으로 수신받는다.
한편 상술된 가시광 송신부(10) 및 가시광 수신부(20)를 선박간의 정보를 양방향 무선으로 주고받을 수 있다.
제어부(30)는 가시광 송신부(10)를 통해 송신된 정보요구신호와 가시광 수신부(20)를 통하여 수신된 응답신호에 근거하여 선박간의 거리 및 속도를 계산하여 상대선박에 대한 정보를 획득한다. 또한 제어부(30)는 획득된 상대선박에 대한 정보를 메모리(미도시)에 저장 및 관리한다. 이때 정보요구신호를 송신한 시간과 응답신호를 수신한 시간을 이용하여 상대선박간의 거리 및 속도를 계산할 수 있다.
또한 제어부(30)는 획득된 상대선박에 대한 정보를 이용하여 선박과의 충돌가능성이 있는지 여부를 판단한다. 즉 제어부(30)는 선박에게 다가오는 상대선박과의 거리 및 속도에 근거하여 상대선박을 피할 수 있도록 회피정보를 제공한다. 회피정보는 디스플레이부(40)에 표시되어 선박의 운영자가 쉽게 알 수 있도록 함이 바람직하다. 회피정보는 선박과 상대선박간의 거리와, 상대선박의 속도와, 상대선박의 위치와, 상대선박이 다가오는 방향 등을 포함할 수 있다.
또한 제어부(30)는 도면에 도시되지는 않았지만 LED의 밝기를 자동으로 조절하기 위하여 조도 센서로부터 조도신호를 수신할 수도 있다. 이때 제어부(30)는 조도 센서로부터 수신된 조도 센서에 근거하여 LED의 밝기를 낮과 밤에 다르게 조절할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 선박간 가시광 통신 시스템의 통신 방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박간 가시광 통신 시스템의 통신 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면 가시광 송신부(10)는 선박의 외주면에 설치된 광원, 즉 LED(11)로 정보요구신호를 가시광 무선통신으로 송신한다(S11).
가시광 수신부(20)는 가시광 송신부(10)에 의해 송신된 정보요구신호에 대한 응답신호를 가시광 무신통신으로 수신한다(S13).
제어부(30)는 가시광 송신부(10) 및 가시광 수신부(20)와 연결되어 있어, 가시광 송신부(10)로부터 정보요구신호를 송신한 시간과 가시광 수신부(20)로부터 응답신호를 수신한 시간을 이용하여 선박간의 거리 및 속도를 계산하여 상대선박의 정보를 획득한다(S15).
제어부(30)는 계산된 선박간의 거리 및 속도를 통해 상대선박과의 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단한다(S17). 예를 들면, 제어부(30)는 선박간의 거리가 기준거리 이내에 있으면서 속도가 기준속도를 초과한 경우, 또는 선박간의 거리가 기준 거리 이내에 있는 경우에 상대선박과의 충돌 가능성이 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 S17 단계의 판단결과, 상대선박과의 충돌 가능성이 있는 경우 제어부(30)는 상대선박으로부터 회피할 수 있도록 회피정보를 제공한다(S19). 이때 회피정보는 상대선박과의 거리, 상대선박의 속도 및 상대선박의 위치 등이 포함될 수 있다. 이와 같은 회피정보는 디스플레이부(40)에 표시될 수 있다. 디스플레이부(40)는 선박내의 조종실에 구비될 수 있다.
상기 S17 단계의 판단결과, 상대선박과의 충돌 가능성이 없는 경우 제어부(30)는 상술된 S11 단계로 프로세스를 이동하도록 제어한다. 즉 상대선박과의 충돌가능성이 없는 경우 선박 주변에 광원(11)으로 정보요구신호를 가시광 무선 통신 방식으로 송신한다. 다만, 선박의 운행이 종료되는 경우 제어부(30)는 프로세스를 종료한다.
여기서 가시광 송신부(10)는 낮과 밤을 구별하지 않고 미리 정해진 밝기의 광원으로 정보요구신호를 가시광 무선 통신 방식으로 송신하지만 제어부(30)의 제어에 따라 광원(11)의 밝기를 조절하고 조절된 밝기의 광원(11)으로 정보요구신호를 가시광 무선 통신 방식으로 송신할 수 있다. 광원(11)의 밝기는 제어부(30)와 전기적으로 연결되는 조도 센서로부터 수신된 조도값에 근거하여 결정될 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
10 : 가시광 송신부 11 : 광원
20 : 가시광 수신부 30 : 제어부
40 : 디스플레이부

Claims (6)

  1. 선박의 외주면에 설치된 광원으로 정보요구신호를 가시광 무선통신으로 송신하는 가시광 송신부;
    상기 정보요구신호에 대한 응답신호를 가시광 무선통신으로 수신하는 가시광 수신부; 및
    상기 가시광 송시부를 통해 송신된 정보요구신호와 상기 가시광 수신부를 통해 수신된 응답신호에 근거하여 선박간의 거리 및 속도를 계산하여 상대 선박에 대한 정보를 획득하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박간 가시광 통신 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 계산된 선박간의 거리 및 속도를 통해 상기 상대선박과의 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단하고, 충돌 가능성이 있는 경우 상기 상대선박으로부터 피할 수 있도록 회피정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 선박간 가시광 통신 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원은 광을 방출할 수 있는 LED이고,
    상기 제어부는 상기 LED의 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 선박간 가시광 통신 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 LED는 상기 선박의 외주면 전체에 대해 일정 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 선박간 가시광 통신 시스템.
  5. 선박의 외주면에 설치된 광원으로 정보요구신호를 가시광 무선통신으로 송신하는 단계;
    상기 정보요구신호에 대한 응답신호를 가시광 무선통신으로 수신하는 단계; 및
    상기 송신된 정보요구신호와 상기 수신된 응답신호에 근거하여 선박간의 거리 및 속도를 계산하여 상대 선박에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 선박간 가시광 통신 시스템의 통신 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 획득하는 단계 이후에,
    상기 계산된 선박간의 거리 및 속도를 통해 상기 상대선박과의 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단하는 단계의 판단결과, 충돌 가능성이 있는 경우 상기 상대선박으로부터 피할 수 있도록 회피정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박간 가시광 통신 시스템의 통신 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638057C2 (ru) * 2016-05-11 2017-12-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Автоматизированный корабельный комплекс светосигнальной связи
CN107492264A (zh) * 2017-09-24 2017-12-19 肇庆高新区长光智能技术开发有限公司 基于可见光通信的警示标识、系统及车辆
CN107492265A (zh) * 2017-09-24 2017-12-19 肇庆高新区长光智能技术开发有限公司 基于可见光通信的警示方法

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