KR20160139751A - 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자이로 컴퍼스(GYRO COMPASS) 및 마그네틱 컴퍼스(MAGNETIC COMPASS) 사이에 별도의 선회속도(Rate Of Turn) 계산 모듈을 삽입하여 각 컴퍼스로부터 선회속도 신호를 직접 받지 않고 헤딩시그널(Heading Signal)만 받아 결과를 표시하는 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 3축의 자유도를 가진 자이로의 지북과 제진작용을 통해 선회속도(ROT)를 측정하는 자이로컴퍼스와, 자석을 이용하여 자침이 자기 방향을 지시하도록 하여 선회속도(ROT)를 측정하는 마그네틱컴퍼스와, 상기 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스로부터 ROT정보를 전송받고, 전송받은 ROT정보를 계산하는 ROT계산모듈 및 상기 ROT계산모듈에서 계산된 ROT정보를 데이터화하여 ROT정보를 생성하며 생성된 ROT정보를 디스플레이 화면에 표시하는 선회속도 표시모듈(ROTI)을 포함하며, 상기 ROT계산모듈은 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스 중 어느 하나의 컴퍼스를 통해 ROT정보를 제공받을 수 있다.
이와 같은 구성으로 자이로컴퍼스로부터 ROT SIGNAL를 직접 받지 않고 HEADING SIGNAL만 받은 뒤 이를 계산하여 결과를 표시하는 과정으로 선급 요구 사항을 충족시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

컴퍼스를 이용한 선회계 시스템 및 그 방법{RATE OF TURN INDICATOR SYSTEM AND METHOD USING A COMPASS}
본 발명은 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자이로 컴퍼스(GYRO COMPASS) 및 마그네틱 컴퍼스(MAGNETIC COMPASS) 사이에 별도의 선회속도(Rate Of Turn) 계산 모듈을 삽입하여 각 컴퍼스로부터 선회속도 신호를 직접 받지 않고 헤딩시그널(Heading Signal)만 받아 결과를 계산 및 표시하는 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
ROT(Rate of Turn)은 선박이 1분당 어느 정도의 각을 회전했는지를 표현하는 정보다.
ROTI(Rate of Turn Indicator)는 이러한 ROT를 표시하는 DISPLAY이며 SOLAS(Safety of Life at Sea) Ch.V.Reg에 의거하여 50,000 gross tonnage 또는 그 이상의 선박에서 필수적으로 1개 이상의 ROTI를 설치해야 한다.
ROTI는 항해사에게 선박이 어느 정도의 속도로 변침했는지를 알려주는 것으로 선박 항해에 중요한 장비로 사용된다.
일반적으로 ROTI는 자이로 컴퍼스에서 계산하여 출력하는 ROT정보를 그대로 받아 DISPLAY만 하는데, 최근 독일(GL) 선급의 경우 이러한 형태의 ROTI 설치 방법은 ROT 정보를 출력하는 자이로 컴퍼스가 어떠한 문제로 인해 정상적인 동작이 불가능할 경우 ROTI까지 함께 영향을 받게 되며, 이는 허용 될 수 없다는 입장을 주장하고 있다. 또한, 독일은 이러한 문제를 해결하기 위해 자이로 컴퍼스가 고장이 나더라도 ROTI는 정상적으로 ROT를 표시할 수 있도록 자이로 컴퍼스를 1대 더 설치하여 ROT정보를 출력하거나 ROTI자체적으로 ROT정보를 생헝하고 표시할 수 있도록 자이로 컴퍼스와 독립된 센서(Sensor)를 설치하도록 하고 있다.
또한, 자이로 컴퍼스는 선박 항해에서 중요한 장비이며 SOLAS에서 규정하는 PERPORMANCE STANDARD를 만족해야 하는 장비로서 그 가격이 상당히 비싼 장비이다. 선급 요구에 따라 자이로 컴퍼스를 추가로 설치하는 방안은 선박의 건조 비용을 증가시키는 문제점이 있다.
또한, 장비의 추가에 따른 중량 증가는 적재 가능한 화물의 양이 감소하며, 이는 선박 운용에 대한 비효율로 이어질 수 있고, 장비 추가에 따라 관련 신호를 전달하기 위한 케이블 역시 증가하여 조선소의 현장 작업 증가와 건조 비용 증가로 이어지는 문제점이 발생한다.
특허문헌 (001) 대한민국등록특허 제10-0814481호(선박용 디지털 컴퍼스, 등록일자 2008년03월11일) 특허문헌 (002) 대한민국공개특허 제10-2005-0100885호(자유자이로스코프를 이용한 위치시스템, 공개일자 2005년10월20일)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명은 기존의 자이로컴퍼스(GYRO COMPASS)와 ROTI장비의 변경을 필요하지 않으며 선급 요구 수용을 위한 최소한의 모듈 추가를 통해 관련 법규를 만족시키는 2개 이상의 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 선회계 시스템(ROTI)에서 자이로컴퍼스로부터 ROT시그널을 직접받지 않고 헤딩시그널만 받은 뒤 이를 계산하여 결과를 표시하는 과정으로 선급 요구사항을 충족시키는 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 시스템은 3축의 자유도를 가진 자이로의 지북과 제진작용을 통해 선회속도(ROT)를 측정하는 자이로컴퍼스와, 자석을 이용하여 자침이 자기 방향을 지시하도록 하여 선회속도(ROT)를 측정하는 마그네틱컴퍼스와, 상기 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스로부터 ROT정보를 전송받고, 전송받은 ROT정보를 계산하는 ROT계산모듈 및 상기 ROT계산모듈에서 계산된 ROT정보를 데이터화하여 ROT정보를 생성하며 생성된 ROT정보를 디스플레이 화면에 표시하는 선회속도 표시모듈(ROTI)을 포함하며, 상기 ROT계산모듈은 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스 중 어느 하나의 컴퍼스를 통해 ROT정보를 제공받을 수 있다.
이때, 상기 자이로컴퍼스와 마그네틱컴퍼스는 각각의 장치 특성을 이용하여 ROT계산모듈로 선회속도(ROT) 정보를 모두 전송하지 않으며, 헤딩시그널(HEADING SIGNAL)만 전송한다.
또한, 상기 ROT계산모듈은 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스로부터 신호가 입력되는지를 확인하는 SIGNAL감지부와, 상기 컴퍼스로부터 신호가 감지된 이후 시간을 측정하는 TIMER측정부와, 상기 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스로부터 모두 신호가 측정된 이후 상기 TIMER측정부로부터 시간측정값이 0이 될 경우 알람을 발생시키는 알람발생부를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 시스템을 이용한 방법은 (a) 자이로컴퍼스로부터 헤딩시그널이 입력되었는지를 확인하는 단계(S10), (c) 상기 자이로컴퍼스로부터 헤딩시그널이 입력되었을 경우 헤딩값을 통해 ROT계산모듈에서 ROT정보를 계산하는 단계(S30), (d) 상기 ROT계산모듈에서 계산된 ROT정보를 선회속도 표시모듈로 전송하여 ROT정보를 화면(DISPLAY)에 표시하는 단계(S40)를 포함한다.
이때, 상기 (a)단계 이후에, (a1) 상기 (c)단계로 헤딩시그널이 입력되지 않았을 경우 ROT계산모듈의 TIMER측정부에서 TIMER DOWN 카운트를 실행하는 단계(S11), (a2) 상기 TIMER DOWN 카운트값이 0인지 판단하는 단계(S12);를 포함하며, 상기 (a2)단계는 카운트값이 0일 경우 다음 단계(b)로 넘어가게 되며, 0이 아닐 경우 상기 (a1)단계로 되돌아가게 된다.
또한, 상기 (c)단계이전에, (b) 상기 (a)단계에서 ROT계산모듈로 헤딩신호가 전송되지 않았을 경우 마그네틱컴퍼스로부터 헤딩신호가 ROT계산모듈로 헤딩신호가 입력되었는지 확인하는 단계(20)를 더 포함하여 구성된다.
이때, (b1) 상기 (b)단계에서 ROT계산모듈이 마그네틱컴퍼스로부터 헤딩신호를 입력받지 못한 경우 TIMER측정부를 통해 TIMER DOWN 카운트를 실행하는 단계(S21), (b2) 상기 TIMER DOWN 카운트값이 0인지 판단하는 단계(S22);를 포함하며, (b3)상기 (b2)단계는 카운트값이 0일 경우 ROT계산모듈의 알람발생부에서 선회속도 표시모듈로 ROT정보가 전송되지 않는 오류가 발생한 것을 알리는 알람 발생단계(S23)를 포함한다.
이와 같은 구성으로 본 발명의 컴퍼스로부터 헤딩시그널을 제공받아 선회속도 정보를 계산 및 표시하는 선회계 시스템 및 그 방법이 완성되는 것이다.
이에 따라서, 본 발명은 자이로컴퍼스로부터 ROT SIGNAL를 직접 받지 않고 HEADING SIGNAL만 받은 뒤 이를 계산하여 결과를 표시하는 과정으로 선급 요구 사항을 충족시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자이로컴퍼스로부터 HEADING SIGNAL이 일정 시간 동안 입력되지 않을 경우에는 자이로컴퍼스가 FAIL된 것으로 인식하여 ROT계산을 위해 마그네틱컴퍼스로부터 입력되는 HEADING SIGNAL으로 자동 전환할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 ROT 계산 모듈의 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤딩시그널을 제공받아 선회속도 정보를 계산 및 표시하는 방법에 대한 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 전체적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 ROT 계산 모듈의 세부 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명은 자이로컴퍼스와 마그네틱컴퍼스와 ROT계산모듈 및 선회속도 표시모듈(ROTI=rate of turn indicator)로 구성된다.
전술된 선회속도 표시모듈은 선회속도(ROT)를 표시하는 DISPLAY Unit이며 SOLAS(해상인명안전조약=Safety of Life at Sea) Ch.V Reg.19 2.9.1에 의거하여 50,000 gross Tonnage 또는 그 이상의 선박에는 필수적으로 1개 이상 설치되는 장치이다.
여기서 자이로 컴퍼스는 3축의 자유도를 가진 자이로의 지북과 제진작용을 주어 지표면상에서 자이로 축을 남북방향으로 계속 향하게 하는 장치로서 일반 적으로 선박에서 축을 이용하여 방향을 계산하는 자이로컴퍼스이다.
또한, 마그네틱컴퍼스는 자석을 이용하여 자침이 자기 방향을 지시하도록 하는 마그네틱 컴퍼스이다.
상기 ROT계산모듈은 자이로컴퍼스와 마그네틱컴퍼스로부터 헤딩시그널을 제공받아 선회속도를 계산하며, 계산된 선회속도 정보를 선회속도 표시모듈로 전송한다.
이때, 상기 ROT계산모듈은 자이로컴퍼스에서 받은 ROT정보가 이상이 없는 경우 그 ROT정보를 선회속도 표시모듈로 바로 전송할 수 있다.
여기서 선회속도는 ROT(rate of turn)으로 선박이 1분당 어느 정도의 각을 회전했는지를 표현하는 정보를 의미한다.
또한, 상기 ROT계산모듈은 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스로부터 신호가 입력되는지를 확인하는 SIGNAL감지부와, 상기 컴퍼스로부터 신호가 감지된 이후 시간을 측정하는 TIMER측정부와, 상기 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스로부터 모두 신호가 측정된 이후 상기 TIMER측정부로부터 시간측정값이 0이 될 경우 알람을 발생시키는 알람발생부를 포한한다.
또한, 상기 ROT계산모듈은 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스 중 어느 하나의 컴퍼스를 통해 ROT정보를 제공받을 수 있다.
상기 자이로컴퍼스와 마그네틱컴퍼스는 각각의 장치 특성을 이용하여 ROT계산모듈로 선회속도 정보를 모두 전송하지 않으며, 헤딩시그널(HEADING SIGNAL)만 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 선회속도 표시모듈은 ROT계산모듈을 통해 받은 ROT정보 및 계산된 헤딩시그널 정보를 데이터화하여 생성하며 DISPLAY화면에 표시할 수 있다.
이에 따라서, 상기 자이로컴퍼스가 ROT정보 및 헤딩시그널 정보를 ROT계산모듈로 전송하지 못하는 경우 마그네틱컴퍼스에서 헤딩시그널을 전송하여 상기 ROT계산모듈에서 전송받은 헤딩시그널값을 계산하여 선회속도 표시모듈을 통해 선회속도 정보를 표시할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤딩시그널을 제공받아 선회속도 정보를 계산 및 표시하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템을 이용한 방법은,
(a)자이로컴퍼스로부터 헤딩시그널이 입력되었는지를 확인하는 단계, (c)상기 자이로컴퍼스로부터 헤딩시그널이 입력되었을 경우 헤딩값을 통해 ROT계산모듈에서 ROT정보를 계산하는 단계, (d)상기 ROT계산모듈에서 계산된 ROT정보를 선회속도 표시모듈로 전송하여 ROT정보를 화면(DISPLAY)에 표시하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 (a)단계 이후에, (a1) 상기 (c)단계로 헤딩시그널이 입력되지 않았을 경우 ROT계산모듈의 TIMER측정부에서 TIMER DOWN 카운트를 실행하는 단계(S11), (a2) 상기 TIMER DOWN 카운트값이 0인지 판단하는 단계(S12);를 포함하며, 상기 (a2)단계는 카운트값이 0일 경우 다음 단계(b)로 넘어가게 되며, 0이 아닐 경우 상기 (a1)단계로 되돌아가게 된다.
또한, 상기 (c)단계이전에, (b) 상기 (a)단계에서 ROT계산모듈로 헤딩신호가 전송되지 않았을 경우 마그네틱컴퍼스로부터 헤딩신호가 ROT계산모듈로 헤딩신호가 입력되었는지 확인하는 단계(20)를 더 포함하여 구성된다.
이때, (b1) 상기 (b)단계에서 ROT계산모듈이 마그네틱컴퍼스로부터 헤딩신호를 입력받지 못한 경우 TIMER측정부를 통해 TIMER DOWN 카운트를 실행하는 단계(S21), (b2) 상기 TIMER DOWN 카운트값이 0인지 판단하는 단계(S22);를 포함하며, (b3)상기 (b2)단계는 카운트값이 0일 경우 ROT계산모듈의 알람발생부에서 선회속도 표시모듈로 ROT정보가 전송되지 않는 오류가 발생한 것을 알리는 알람 발생단계(S23)를 포함한다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
1 : 자이로컴퍼스 2 : 마그네틱컴퍼스
3 : ROT계산모듈 31 : SIGNAL감지부
32 : TIMER 측정부 32 : 알림발생부
4 : 선회속도 표시모듈(ROT Indicator)

Claims (7)

  1. 선회속도(ROT)를 측정하여 선회속도 표시모듈(ROTI)을 통해 선회속도 정보를 표시하는 시스템에 있어서,
    3축의 자유도를 가진 자이로의 지북과 제진작용을 통해 선회속도(ROT)를 측정하는 자이로컴퍼스와;
    자석을 이용하여 자침이 자기 방향을 지시하도록 하여 선회속도(ROT)를 측정하는 마그네틱컴퍼스와;
    상기 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스로부터 ROT정보를 전송받고, 전송받은 ROT정보를 계산하는 ROT계산모듈 및 상기 ROT계산모듈에서 계산된 ROT정보를 데이터화하여 ROT정보를 생성하며 생성된 ROT정보를 디스플레이 화면에 표시하는 선회속도 표시모듈(ROTI)을 포함하며, 상기 ROT계산모듈은 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스 중 어느 하나의 컴퍼스를 통해 ROT정보를 제공받을 수 있는 것을 특징으로 하는 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자이로컴퍼스와 마그네틱컴퍼스는 각각의 장치 특성을 이용하여 ROT계산모듈로 선회속도(ROT) 정보를 모두 전송하지 않으며, 헤딩시그널(HEADING SIGNAL)만 전송하는 것을 특징으로 하는 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 ROT계산모듈은 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스로부터 신호가 입력되는지를 확인하는 SIGNAL감지부와;
    상기 컴퍼스로부터 신호가 감지된 이후 시간을 측정하는 TIMER측정부와;
    상기 자이로컴퍼스 및 마그네틱컴퍼스로부터 모두 신호가 측정된 이후 상기 TIMER측정부로부터 시간측정값이 0이 될 경우 알람을 발생시키는 알람발생부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컴퍼스를 이용한 선회계 시스템.
  4. 컴퍼스로부터 헤딩시그널을 제공받아 선회속도 정보를 계산 및 표시하는 방법에 있어서,
    (a) 자이로컴퍼스로부터 헤딩시그널이 입력되었는지를 확인하는 단계(S10);
    (c) 상기 자이로컴퍼스로부터 헤딩시그널이 입력되었을 경우 헤딩값을 통해 ROT계산모듈에서 ROT정보를 계산하는 단계(S30);
    (d) 상기 ROT계산모듈에서 계산된 ROT정보를 선회속도 표시모듈로 전송하여 ROT정보를 화면(DISPLAY)에 표시하는 단계(S40);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컴퍼스를 이용한 선회계 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (a)단계 이후에,
    (a1) 상기 (c)단계로 헤딩시그널이 입력되지 않았을 경우 ROT계산모듈의 TIMER측정부에서 TIMER DOWN 카운트를 실행하는 단계(S11);
    (a2) 상기 TIMER DOWN 카운트값이 0인지 판단하는 단계(S12);를 포함하며,
    상기 (a2)단계는 카운트값이 0일 경우 다음 단계(b)로 넘어가게 되며, 0이 아닐 경우 상기 (a1)단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 컴퍼스를 이용한 선회계 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 (c)단계이전에,
    (b) 상기 (a)단계에서 ROT계산모듈로 헤딩신호가 전송되지 않았을 경우 마그네틱컴퍼스로부터 헤딩신호가 ROT계산모듈로 헤딩신호가 입력되었는지 확인하는 단계(20);를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컴퍼스를 이용한 선회계 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    (b1) 상기 (b)단계에서 ROT계산모듈이 마그네틱컴퍼스로부터 헤딩신호를 입력받지 못한 경우 TIMER측정부를 통해 TIMER DOWN 카운트를 실행하는 단계(S21);
    (b2) 상기 TIMER DOWN 카운트값이 0인지 판단하는 단계(S22);를 포함하며,
    (b3)상기 (b2)단계는 카운트값이 0일 경우 ROT계산모듈의 알람발생부에서 선회속도 표시모듈로 ROT정보가 전송되지 않는 오류가 발생한 것을 알리는 알람 발생단계(S23);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컴퍼스를 이용한 선회계 방법.
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