KR20170023534A - 해양 내비게이션 장치 및 항로 제공 방법 - Google Patents

Abstract

해양 내비게이션 장치 및 항로 제공 방법이 개시된다. 해양 내비게이션 장치는, 목적지까지의 선박 운항 항로를 탐색하는 항로 탐색부; 상기 탐색된 운항 항로를 표시하는 항로 출력부를 포함하되, 상기 항로 출력부는 해상 정보, 변침 정보, 조타 정보, 상기 변침 정보와 상기 조타 정보 사이의 오차 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 선박의 조타기를 제어할 조타기 제어 정보를 시각적으로 또는 청각적으로 제공한다.

Description

해양 내비게이션 장치 및 항로 제공 방법{Ship navigation apparatus and method for providing route information for ship}

본 발명은 해양 내비게이션 장치 및 항로 제공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 선박에는 GPS 수신기를 구비하고 있으며, 이를 이용하여 지도 데이터에서 선박의 현재 위치를 표시할 수 있도록 구성되어 있다. 육지에서의 도로와는 달리 바다에는 정해진 항로가 없고, 많은 수의 섬, 양식장, 암초 등이 존재하고 있어 선박을 운행하는 선장이 주변의 지리를 자세히 알지 못하는 경우, 가고자 하는 목적지까지 용이하게 운행하지 못하는 경우가 빈번하게 발생한다.

또한, 선박에 구비된 GPS 수신기에 의해 수신된 GPS 신호에 따라 선박의 위치가 지도 데이터에 표시되더라도 야간이나 안개 등으로 시야가 확보되지 않은 경우, 지도에 표시되는 선박의 위치만으로는 선박 운행이 용이하지 않은 문제점이 있다.

육지의 도로는 선형으로, 내비게이션 경로 설정이 용이한 반면, 해상의 경우, 정해진 항로가 없고 바다 전체가 항로 대상이므로, 항로를 설정하기 어려우며, 항로를 설정한다고 하더라도 출발지에서부터 목적지까지 직선으로 표시만 하거나 사용자가 직접 지점을 찍어 선을 연결하는 수준에 그치고 있으며, 정확한 항로를 자동으로 설정해주지 못하는 단점이 있다.

도 1은 종래의 해양 내비게이션 장치에서의 항로 안내를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 항구 A로부터 항구 B까지 선박을 이용하여 운행하는 경우, 종래의 해양 내비게이션 장치는 면으로 이루어진 바다에 경로를 설정할 수 없어 단순히 출발지인 항구 A와 목적지인 항구 B를 직선으로 연결하여 표시하고 있다.

이 경우, 항구 A와 항구 B 사이에 섬이 존재하는 경우라도 지도 데이터 상에서 바다는 면으로 설정되어 있어 섬을 우회하는 항로를 설정하지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국등록특허공보 제1289349호(2013.07.18.)에는 스마트 단말기를 통해 다앙한 정보를 제공하는 해양 내비게이션 단말기를 제공하고 있으나, 선박의 속도, 선박의 위치, 전자해도, 연료량 측정, 수심 측정 등의 단순한 측정 정보만을 제공할 뿐이며, 정확한 항로를 제공하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 격자형 항로데이터를 기초로 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보를 고려하여 목적지까지의 운항 항로를 탐색하여 제공할 수 있는 해양 내비게이션 장치 및 항로 제공 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 목적지까지의 운항 항로를 탐색할 수 없는 구간에 대해 선박의 이전 운항 정보를 기반으로 운항 항로를 개설 및 탐색하여 제공할 수 있는 해양 내비게이션 장치 및 항로 제공 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 운항 항로상의 변침 정보와 선박의 현재 방향 사이의 침로 이탈 정도를 실시간으로 제공하여 선박이 운항 항로를 추종하도록 할 수 있는 해양 내비게이션 장치 및 항로 제공 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 해상 조난 신호까지의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보를 고려하여 최적의 조난 항로를 탐색하여 제공할 수 있는 해양 내비게이션 장치 및 항로 제공 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 격자형 항로 데이터베이스를 기초로 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보를 고려하여 목적지까지의 운항 항로를 탐색하여 제공할 수 있는 해양 내비게이션 장치가 제공된다.

제1 실시예에 따르면, 목적지까지의 선박 운항 항로를 탐색하는 항로 탐색부; 상기 탐색된 운항 항로를 표시하는 항로 출력부를 포함하되, 상기 항로 출력부는 해상 정보, 변침 정보, 조타 정보, 상기 변침 정보와 상기 조타 정보 사이의 오차 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 선박의 조타기를 제어할 조타기 제어 정보를 시각적으로 또는 청각적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치가 제공될 수 있다.

상기 조타기 제어 정보는 조타기의 제어 각도로서 표시되며, 상기 운항 항로와 상기 조타기 제어 정보는 함께 표시된다.

상기 선박이 운항 항로 이탈시 상기 항로 탐색부는 새로운 운항 항로를 탐색하지 않으며 상기 조타기 제어 정보에 따라 상기 선박을 상기 운항 항로로 복귀시킬 수 있다.

상기 조타기 제어 정보에 따라 상기 운항 항로로 상기 선박이 복귀하도록 상기 선박의 조타기가 자동으로 제어될 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 목적지까지의 선박의 운항 항로를 탐색하고, 다른 선박이 일정 거리 이내로 접근시 상기 선박과의 충돌을 회피할 수 있는 새로운 운항 항로를 탐색하는 항로 탐색부; 및 상기 탐색된 운항 항로 또는 상기 새로운 운항 항로를 표시하는 항로 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치가 제공될 수 있다.

상기 선박의 제어 장치와 상기 해상 내비게이션 장치가 연동하며, 상기 제어 장치는 상기 다른 선박 접근시 상기 선박이 상기 탐색된 새로운 운항 항로로 운항되도록 상기 선박을 자동으로 제어할 수 있다.

제3 실시예에 따르면, 접안 정보에 따라 접안 시설에서 목적지까지의 운항 항로를 탐색하는 항로 탐색부; 및 상기 탐색된 운항 항로를 표시하는 항로 표시부를 포함하는 해상 내비게이션 장치가 제공될 수 있다.

상기 항로 탐색부는, 선박의 흘수와 상기 선박의 기존의 운항 정보를 더 이용하여 상기 운항 항로를 탐색할 수 있다.

제4 실시예에 따르면, 출발지 및 목적지 중 적어도 하나를 입력받는 입력부; 격자형 항로데이터를 기반으로 상기 출발지에서 상기 목적지 사이의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려하여 운항 항로를 탐색하는 항로 탐색부 -상기 운항 항로는 상기 해상 상태 정보 및 상기 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려한 적어도 하나의 변침 위치에 따른 변침 정보를 포함함; 및 상기 탐색된 운항 항로를 출력하는 항로 출력부를 포함하는 해양 내비게이션 장치가 제공될 수 있다.

상기 항로 탐색부는, 상기 태풍 경로를 회피하도록 운항 항로를 탐색할 수 있다.

상기 항로 출력부는, 선박의 타각 정보를 고려하여 상기 운항 항로를 곡선 형태로 변환하여 출력하되, 상기 운항 항로 데이터상의 변침 정보, 선박의 조타 정보, 상기 변침 정보와 상기 조타 정보 사이의 오차 정보를 상기 운항 항로와 함께 출력할 수 있다.

선박에 구비된 GPS 수신기를 통해 선박의 현재 위치 정보를 획득하되, 상기 항로 출력부는, 상기 선박의 현재 위치 정보가 상기 운항 항로상에서 일정 거리 이상 벗어난 경우, 상기 선박의 현재 위치 정보를 기준으로 상기 운항 항로 데이터상의 다음 변침 위치까지의 운항 항로를 재탐색하여 출력할 수 있다.

상기 항로 출력부는, 상기 출발지 또는 상기 목적지에서의 조석 정보와 선박 흘수 정보를 고려하여 상기 출발지 또는 상기 목적지에서의 접안 가능 시간 정보를 상기 운항 항로와 함께 출력하되, 상기 접안 가능 시간 정보를 고려하여 상기 출발지 또는 상기 목적지에서 선박이 접안 가능한 상태가 되면, 접안 가능한 구역에 대한 구간 운항 항로를 별도로 출력할 수 있다.

상기 항로 출력부는, 선박의 현재 항속을 기반으로 상기 운항 항로상의 각 변침 위치까지의 도착 예상 시간을 상기 운항 정보와 함께 출력할 수 있다.

상기 항로 출력부는, 상기 목적지의 도착 예정 시간을 입력받고, 상기 도착 예정 시간을 기반으로 출발지에서의 출항 시간과 상기 운항 항로상에서의 선박의 예상 목표 선속을 계산하여 상기 운항 항로와 함께 출력할 수 있다.

제5 실시예에 따르면, 선박의 현재 위치를 획득하는 GPS 모듈; 타선박 또는 조난자의 조난 위치를 포함하는 조난 신호를 수신하는 통신부; 상기 선박의 현재 위치에서 상기 조난 위치의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 이용하여 조난 항로를 탐색하는 항로 탐색부; 및 상기 탐색된 조난 항로를 출력하는 항로 출력부를 포함하는 해상 내비게이션 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보를 고려하여 목적지까지의 운항 항로를 탐색하여 제공할 수 있는 해양 내비게이션 장치의 항로 제공 방법이 제공된다.

제1 실시예에 따르면, 목적지까지의 선박 운항 항로를 탐색하는 단계; 및 상기 탐색된 운항 항로를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 운항 항로를 출력하는 단계는, 해상 정보, 변침 정보, 조타 정보, 상기 변침 정보와 상기 조타 정보 사이의 오차 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 선박의 조타기를 제어할 조타기 제어 정보를 시각적으로 또는 청각적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치의 항로 제공 방법이 제공될 수 있다.

제2 실시예에 따르면, 출발지 및 목적지 중 적어도 하나를 입력받는 단계; 격자형 항로데이터를 기반으로 상기 출발지에서 상기 목적지 사이의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려하여 운항 항로를 탐색하는 단계-상기 운항 항로는 상기 해상 상태 정보 및 상기 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려한 적어도 하나의 변침 위치에 따른 변침 정보를 포함함; 및 상기 탐색된 운항 항로를 출력하는 단계를 포함하는 해양 내비게이션 장치의 항로 제공 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해양 내비게이션 장치 및 항로 제공 방법을 제공함으로써, 격자형 항로데이터를 기초로 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보를 고려하여 목적지까지의 운항 항로를 탐색하여 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 목적지까지의 운항 항로를 탐색할 수 없는 구간에 대해 선박의 이전 운항 정보를 기반으로 운항 항로를 개설 및 탐색하여 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 운항 항로상의 변침 정보와 선박의 현재 방향 사이의 침로 이탈 정도를 실시간으로 제공하여 선박이 운항 항로를 추종하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 해상 조난 신호까지의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보를 고려하여 최적의 조난 항로를 탐색하여 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 해양 내비게이션 장치에서의 항로 안내를 설명하기 위한 도면.
도 2는 제1 실시예에 따른 해양 내비게이션 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 제1 실시예에 따른 내비게이션부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 제1 실시예에 따른 해도 데이터의 예시도이고, 도 5는 제1 실시예에 따른 격자형 항로데이터의 예시도.
도 6은 제1 실시예에 따른 격자형 항로데이터의 계층 구조를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 7은 제1 실시예에 따른 격자형 항로데이터의 가상 격자의 연결 구조를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 8은 제1 실시예에 따른 해도 데이터를 가상 격자 단위의 격자형 항로데이터로 출력한 일 예를 나타낸 도면.
도 9 및 도 10은 제1 실시예에 따른 운항 항로를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 11은 제1 실시예에 따른 변침 정보를 포함하는 운항 항로를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 12는 제1 실시예에 다른 격자형 항로데이터에 기반한 운항 항로 탐색을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 13a는 제1 실시예에 따른 운항 항로를 관련 정보와 함께 출력한 UI를 도시한 도면.
도 13b는 제1 실시예에 따른 선박이 운항 항로를 이탈한 경우 운항 항로로의 복귀를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 13c는 제2 실시예에 따른 운항 항로를 관련 정보와 함께 출력한 UI를 도시한 도면.
도 14는 제2 실시예에 따른 운항 항로를 출력한 UI를 도시한 도면.
도 15a 및 도 15b는 제3 실시예에 따른 운항 항로를 출력한 UI를 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 운항 항로를 제공하는 방법을 나타낸 순서도.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 항로를 제공하는 방법을 나타낸 순서도.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운항 항로를 제공하는 방법을 나타낸 순서도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 제1 실시예에 따른 해양 내비게이션 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 내비게이션부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 제1 실시예에 따른 해도 데이터의 예시도이고, 도 5는 제1 실시예에 따른 격자형 항로데이터의 예시도이며, 도 6은 제1 실시예에 따른 격자형 항로데이터의 계층 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 7은 제1 실시예에 따른 격자형 항로데이터의 가상 격자의 연결 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 8은 제1 실시예에 따른 해도 데이터를 가상 격자 단위의 격자형 항로데이터로 출력한 일 예를 나타낸 도면이고, 도 9 및 도 10은 제1 실시예에 따른 운항 항로를 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 11은 제1 실시예에 따른 변침 정보를 포함하는 운항 항로를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 12는 제1 실시예에 다른 격자형 항로데이터에 기반한 운항 항로 탐색을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 13a는 제1 실시예에 따른 운항 항로를 관련 정보와 함께 출력한 UI를 도시한 도면이고, 도 13b는 제1 실시예에 따른 선박이 운항 항로를 이탈한 경우 운항 항로로의 복귀를 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 13c는 제2 실시예에 따른 운항 항로를 관련 정보와 함께 출력한 UI를 도시한 도면이고, 도 14는 제2 실시예에 따른 운항 항로를 출력한 UI를 도시한 도면이고, 도 15a 및 도 15b는 제3 실시예에 따른 운항 항로를 출력한 UI를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 해양 내비게이션 장치(200)는 디스플레이부(210), 입력부(215), 내비게이션부(220), 메모리(225) 및 프로세서(230)를 포함하여 구성된다.

디스플레이부(210)는 해양 내비게이션 장치(200)를 통해 입력되거나 처리되는 다양한 정보를 시각 정보의 형태로 출력하기 위한 수단이다.

예를 들어, 디스플레이부(210)는 액정화면일 수 있다.

입력부(215)는 사용자로부터 해양 내비게이션 장치(200)의 제어 또는 운용을 위한 다양한 명령, 데이터 등을 입력받기 위한 수단이다.

예를 들어, 입력부(215)는 복수의 키버튼을 포함할 수 있다.

다른 예를 들어, 입력부(215)는 터치패드일 수도 있다.

또한, 도 2에서는 디스플레이부(210)와 입력부(215)가 각각 별도의 구성으로 해양 내비게이션 장치(200)에 포함되는 것을 가정하고 있으나, 터치스크린 등의 형태로 하나의 구성으로 해양 내비게이션 장치(200)에 포함될 수도 있다.

내비게이션부(220)는 선박의 출발지 및 목적지 중 적어도 하나를 입력받고, 선박의 출발지부터 목적지까지의 운항 항로 데이터를 제공하기 위한 수단이다.

내비게이션부(220)는 운항 항로 데이터를 제공함에 있어, 기저장된 격자형 항로데이터를 기반으로 출발지에서 목적지까지의 운항 항로 데이터를 탐색하여 제공할 수 있다.

또한, 내비게이션부(220)는 운항 항로 데이터를 탐색함에 있어, 격자형 항로데이터 이외에도 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 더 고려하여 운항 항로 데이터를 탐색하여 제공할 수 있다. 여기서, 해상 상태 정보는 해상의 실시간 조류 정보, 풍향 정보, 풍속 정보, 태풍 정보와 같은 바다에서 발생되는 측정 가능한 자연 과학적 현상에 대한 정보를 모두 포함할 수 있다.

또한, 해상 시설물 정보는 양식장, 등부표, 암초, 해저 케이블, 송유관 등과 같은 선박 운항에 장애를 줄 수 있는 다양한 시설물에 대한 정보를 포함한다.

즉, 내비게이션부(220)는 격자형 항로 데이터에 기반하여 출발지에서 목적지 사이의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려하여 적어도 하나의 변침 위치를 포함하는 운항 항로데이터를 탐색하여 이를 시청각 정보의 형태로 출력할 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 도 13을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3에는 내비게이션부(220)의 세부 구조가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 내비게이션부(220)는 해도 데이터베이스(310), 격자형 항로데이터베이스(315), 항로 탐색부(320) 및 항로 출력부(325)를 포함하여 구성된다.

해도 데이터베이스(310)는 해도 데이터와 선박 운항 정보를 저장하고 있다.

해도 데이터는 해상, 해상 시설물 및 육지에 대한 전자 지도를 데이터화하여 저장하고 있다. 해도 데이터에는 선박이 항해할 수 없는 육지, 섬, 양식장과 같은 눈에 보이는 시설물뿐만 아니라, 바다 속에 위치한 눈에 보이지 않는 시설물은 항해 불가능한 해안선, 암초, 산호섬 등에 대한 다양한 정보를 포함하고 있다.

또한, 해도 데이터는 군사시설, 해류, 각 국가의 영해 등 해상 시설물에 대한 위치 정보를 포함할 수 있다.

이외에도 해도 데이터는 항해 영역 정보, 각 해상별 수심 깊이, 교량 높이, 케이블 높이, 해저 송유관 정보, 기타 시설물의 깊이 정보 등과 같은 해상 시설물에 대한 다양한 정보를 더 포함할 수 있다.

또한, 해도 데이터베이스(310)는 해도데이터를 기반으로 해상 시설물의 위치 정보를 이용하여 해상 시설물의 각 위치에 대응하는 시설물을 폴리곤 형태로 저장하고 있다.

따라서, 해도 데이터베이스(310)에서 해도 데이터를 로드하여 출력하는 경우, 각 시설물을 폴리곤 형태로 출력할 수 있다.

폴리곤 형태로 해도 데이터를 출력한 일 예가 도 4에 도시되어 있다.

선박 운항 정보는 실제 선박이 운항한 항로에 대한 GPS 로그 데이터를 나타낸다.

해도 데이터베이스(310)는 선박의 운항에 따라 선박에 구비된 GPS 수신기를 통해 GPS 정보를 수신하여 선박 운항 정보로서 이를 저장하고 있을 수 있다.

이와 같은 선박 운항 정보는 출발지에서 목적지 사이에 격자형 항로데이터를 이용하여 운항 항로를 탐색할 수 없는 구간이 존재하는 경우, 선박 운항 정보를 참조로 해당 구간에 대한 운항 항로 탐색에 이용될 수 있다.

격자형 항로데이터베이스(315)는 격자형 항로데이터를 저장한다.

여기서, 격자형 항로데이터는 해도 데이터를 기반으로 해도를 격자 형태로 나타낸 것이다.

이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 도 5를 참조하여 격자형 항로데이터에 대해 간단히 설명하기로 한다.

일반적으로 해상은 하나의 면으로 표현된다. 이로 인해, 육상과 달리 해상에서 출발지와 목적지 사이의 운항 항로를 결정하는 것은 매우 어렵다.

이를 보다 용이하게 하기 위해, 해도 데이터에서 면으로 표현된 각 영역을 일정 거리를 기준으로 가상 노드를 생성하고, 가상 노드와 가상 노드를 상호간 링크로 연결하여 가상 격자로 나타냄으로써, 출발지에서 목적지 사이의 운항 항로 탐색이 가능케 할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 해도 데이터를 참조하여 일정 간격 단위로 가상 노드를 생성하고, 각 가상 노드에 인접한 이웃 가상 노드와 링크를 상호간 연결하여 가상 격자를 생성할 수 있다.

격자형 항로데이터는 이와 같은 해도 데이터를 가상 격자로 나타낸 것이다. 또한, 격자형 항로데이터에 포함되는 가상 노드는 운항 가능한 노드와 운항이 불가능한 노드로 구분되어 저장된다.

즉, 해도 데이터를 참조하여 선박이 운항이 불가능한 위치의 가상 격자는 운항 불가능한 노드로 구분되며, 운항이 가능한 위치의 가상 격자는 운항 가능 노드로 각각 구분되어 저장될 수 있다.

도 5에서 흰색 가상 노드는 각각 운항 불가능한 노드를 나타내고, 검은색 가상 노드는 운행 가능한 노드를 나타낸다.

따라서, 내비게이션부(220)가 격자형 항로데이터를 이용하여 출발지에서 목적지 사이의 운항 항로를 탐색하는 경우, 운항이 불가능한 가상 노드는 제외하고 운항이 가능한 노드를 중심으로 운항 항로를 탐색할 수 있다.

이와 같은 가상 격자는 선박의 접근성을 고려하여 육지 및 항로가 불가능한 지역으로부터 충분한 거리를 이격하여 생성될 수 있다.

또한, 격자형 항로데이터에 포함된 가상 격자는 도 6에 도시된 바와 같이, 계층 구조를 가질 수 있다.

일반적으로 해상은 육지에서의 거리를 기준으로, 연근해 영역, 원근해 영역 및 대양해 영역으로 구분될 수 있다.

해상의 경우, 연근해 영역에 많은 해상 시설물이 존재하고 있으므로, 격자형 항로데이터에 포함되는 가상 격자 생성시, 연근해 영역에 대해 보다 정밀하게 가상 격자를 생성할 필요가 있다.

반면, 대양해 영역에는 연근해 영역에 비해 해상 시설물이 존재할 가능성이 거의 없으므로, 가상 격자 생성시 촘촘하게 생성할 필요가 없다.

따라서, 가상 격자는 해상 분류에 따라 상이한 크기로 생성될 수 잇다.

즉, 연근해 영역의 가상 격자는 원근해 영역 및 대양해 영역보다 작게 생성될 수 있으며, 원근해 영역은 연근해 영역의 가상 격자보다는 크게 생성되고 대양해 영역의 가상 격자보다는 작게 생성될 수 있다. 또한, 대양해 영역의 가상 격자는 연근해 영역 및 원근해 영역보다 크게 생성될 수 있다.

또한, 가상 격자는 가상 격자를 복수개 단위로 묶어 상위 레벨의 가상 격자로 표현될 수도 있다. 이와 같이, 가상 격자를 상위 레벨로 표현하는 경우, 상위 레벨로 표현되는 가상 격자의 가상 노드와 하위 레벨의 가상 격자의 가상 노드는 동일한 속성을 가지고 있어야 한다.

도 6을 참조하여, 하위 레벨의 가상 격자와 상위 레벨의 가상 격자 중 공유되는 가상 노드를 고려하자. 하위 레벨의 가상 격자와 상위 레벨의 가상 격자 중 공유되는 가상 노드의 속성이 상호간 상이한 경우, 운항 항로 탐색에 이용될 수 없다.

따라서, 하위 레벨의 가상 격자와 상위 레벨의 가상 격자 중 공유되는 가상 노드의 속성이 동일한 경우 상위 레벨로 표현이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 가상 격자는 해상 분류에 따라 밀도가 상이하게 설정될 수 있다. 이는 해상 영역 구분을 통해 육지에서 가까운 영역-즉, 시설물들이 상대적으로 많이 존재하는 해상 영역에서-에서 보다 세밀하게 항로 탐색을 위해 해상 영역을 구분한 것으로, 각 해상 영역들은 모두 연결되어 있다.

따라서, 구분된 각 해상 영역들 또한 상호간 연결되어야 하므로, 가상 노드들 중 일부는 각 해상 영역들 사이에서 공유되어 구분된 해상 영역들간에도 가상 격자로 상호간에 연결되도록 할 수 있다.

이와 같이, 가상 격자를 상위 레벨을 갖는 계층 구조를 형성하도록 함으로써, 운항 항로 탐색시, 상위 레벨의 가상 격자를 참조하여 탐색 속도를 높일 수 있는 이점이 있다.

즉, 동일 지점의 상위 레벨의 가상 노드와 하위 레벨의 가상 노드는 결과적으로 동일한 연결 정보를 갖게 된다. 이러한 연결 정보는 도엽번호, 노드 번호 또는 네트워크 데이터베이스 저장 위치 등을 포함할 수 있다.

도 7은 가상 격자에 포함된 가상 노드들간의 다양한 링크 연결을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 가상 노드는 인접한 이웃 가상 노드들과 링크가 상호 연결될 수 있다. 도 7의 중앙에 위치한 E 가상 노드를 중심으로 인접한 이웃 노드는 좌상측 가상 노드(710A), 상측 가상 노드(710B), 우상측 가상 노드(710C), 좌측 가상 노드(710D), 우측 가상 노드(710E), 좌하측 가상 노드(710F), 하측 가상 노드(710G), 우하측 가상 노드(710H)가 포함될 수 있다.

즉, E 가상 노드는 인접한 이웃 노드들과 상호간 링크가 형성될 수 있으며, 본 명세서에서는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해, 이와 같이, 특정 가상 노드와 인접한 이웃 가상 노드를 통칭하여 1차 인접 노드라 칭하기로 한다.

또한, E 가상 노드는 1차 인접 노드들을 통하지 않고, 대각선 방향으로 직접 연결될 수 있는 가상 노드들, 예를 들어, 좌좌상측 가상 노드(720A), 좌상상측 가상 노드(720B), 우상상측 가상 노드(720C), 우우상측 가상 노드(720D), 우우하측 가상 노드(720E), 하하우측 가상 노드(720F), 하하좌측 가상 노드(720G), 좌좌하측 가상 노드(720H)와의 링크를 형성하여 가상 격자를 생성할 수 있다. 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 이들 가상 노드를 2차 인접 노드라 칭하기로 한다.

이들 2차 인접 노드는 1차 인접 노드들 중 대각선 방향에 위치하는 1차 인접 노드들과 상측, 하측, 좌측 또는 우측 방향으로 인접한 가상 노드들로서, 1차 인접 노드의 대각선 방향에 위치되지 않은 노드들일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 가상 격자는 1차 인접 노드들과 2차 인접 노드들로의 링크가 각각 형성되는 것을 중심으로 설명하고 있으나, 구현 방법에 따라 2차 인접 노드들 이외에도 n차 인접 노드들로의 링크가 설정될 수도 있다.

그러나, 특정 노드를 중심으로 n차 인접 노드들로의 링크가 복잡하게 형성되는 경우, 가상 격자가 매우 복잡해지고, 목적지까지의 항로 계산을 위한 연산량이 기하급수적으로 늘어나게 되므로, 본 발명의 일 실시예에서는 2차 인접 노드까지의 링크에 대해서만 고려하기로 한다.

도 8에는 해도 데이터를 가상 격자 단위의 격자형 항로데이터로 출력한 일 예가 도시되어 있다.

상술한 바에 따라, 격자형 항로데이터에 대해서는 충분히 숙지되었을 것이다. 이와 같은 격자형 항로데이터와 해도데이터는 해양 내비게이션 장치(200)에 의해 생성되어 저장될 수도 있으며, 별도의 툴을 통해 생성된 후 해양 내비게이션 장치(200)의 메모리에 저장될 수도 있다. 여기서, 메모리는 SD카드, HDD 등과 같은 저장 장치를 모두 통칭하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

항로 탐색부(320)는 격자형 항로데이터를 기반으로 출발지와 목적지 사이의 운항 항로를 탐색하기 위한 수단이다.

이때, 항로 탐색부(320)는 격자형 항로데이터 이외에도 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 더 고려하여 운항 항로를 탐색할 수 있다.

운항 항로는 도 10에 도시된 바와 같이, 출발지 및 목적지 사이의 적어도 하나의 변침 위치(v1, v2, v3, v4)를 포함한다.

격자형 항로데이터를 기반으로 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려하여 운항 항로를 탐색시, 항로 탐색부(320)는 격자형 항로데이터의 가상 격자의 가상 노드간의 직선 거리에 가중치를 부여하여 직선 형태로 운항 항로가 탐색되도록 할 수 있다(도 11 참조).

이와 같이, 가상 격자에 포함된 가상 노드간의 직선 거리에 가중치를 부여하지 않은 상태에서 운항 항로를 탐색하는 경우, 운항 항로는 도 9에 도시된 바와 같이, 상대적으로 길어질 수도 있다.

또한, 실제 선박이 지나는 항로와 달리 변침점(변침각)이 명확히 각을 이루어 표시됨을 알 수 있다. 또한, 현재 선박의 출발 위치에서 운항 항로가 존재하는 경로 시작점까지 거리가 있는 경우, 선박의 출발 위치에서 경로 시작점의 위치를 알기는 어렵다. 이는 목적지 주변에서도 동일하다.

따라서, 격자형 항로데이터를 이용하여 운항 항로를 탐색하는 경우, 가급적 격자의 직진에 가중치를 두어 직선거리에 가깝도록 경로를 탐색하는 것이 바람직하다.

도 10에는 출발지 위치가 A 포인트이고, 목적지 위치가 B 포인트이며, 출발지와 목적지 사이에 탐색된 운항 항로상에는 각각 v1, v2, v3, v4와 같은 변침 위치가 존재한다고 가정하자.

항로 탐색부(320)는 격자형 항로데이터를 이용하여 출발지에서 첫번째 변침 위치(v1)까지의 단위 항로(편의상 제1 단위 항로라 칭하기로 함)를 탐색할 수 있다. 또한, 항로 탐색부(320)는 제1 변침 위치(v1)에서 제2 변침 위치(v2)까지의 단위 항로(제2 단위 항로)를 탐색할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 항로 탐색부(320)는 격자형 항로데이터를 이용하여 출발지 또는 이전 변침 포인트로부터 다음 변침 포인트 또는 목적지까지의 단위 항로를 각각 탐색할 수 있다.

단위 항로를 탐색함에 있어, 항로 탐색부(320)는 전술한 바와 같이, 해상 상태 정보 정보와 해상 시설물 정보를 더 고려하여 단위 항로를 탐색할 수 있다.

또한, 항로 탐색부(320)는 운항 항로를 탐색함에 있어 격자형 항로데이터상의 거리만을 고려하지 않고, 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보를 더 고려하여 최단 시간에 도착 가능한 운항 항로(최단 시간 운항 항로라 칭하기로 함), 거리와 시간을 모두 고려한 운항 항로(이하, 표준 운항 항로라 칭하기로 함)를 각각 탐색할 수 있다.

즉, 항로 탐색부(320)는 최단 시간 운항 항로, 최단 거리 운항 항로, 표준 운항 항로를 각각 탐색한 후 이를 제공하여 어느 하나의 운항 항로를 선택하여 운항하도록 할 수도 있다.

또한, 항로 탐색부(320)는 출발지에서 목적지 사이의 운항 항로를 탐색하는 도중 전체 또는 일부 구간에 대해 격자형 항로데이터를 이용할 수 없는 경우, 선박 운항 정보를 더 고려하여 운항 항로를 탐색할 수 있다.

즉, 이미 전술한 바와 같이, 선박 운항 정보는 이전에 실제 선박이 해당 출발지 및 목적지까지의 운항한 GPS 로그 정보이므로, 이를 이용하여 전체 또는 일부 구간에 대한 운항 항로를 탐색할 수도 있다.

이외에도 항로 탐색부(320)는 출발지에서 목적지까지의 운항 항로를 탐색함에 있어, 선박 정보를 더 이용할 수도 있다.

즉, 선박 크기, 선박의 흘수에 따라 운항 항로의 특정 구간에 대한 운항이 가능할 수도 있으며, 불가능할 수도 있다.

따라서, 항로 탐색부(320)는 해상의 조석 정보와 선박 정보를 더 고려하여 운항 항로상의 특정 구간에 대한 운항 가능 여부를 더 제공할 수도 있다.

즉, 선박 흘수와 조석에 따라 운항 항로 중 일부 구간은 선박이 운항이 가능할 수도 있으며, 선박에 따라 운항이 불가능할 수도 있다. 따라서, 항로 탐색부(320)는 목적지에서의 운항 항로상에 해상 조석 정보에 따른 선박 운항 가능 시간 등을 함께 탐색하여 제공할 수 있다.

또한, 항로 탐색부(320)는 운항 항로에서 선박이 일정 거리 이상 떨어지는 경우, 선박의 현재 위치를 기준으로 운항 항로상의 다음 변침 위치까지의 경로를 재탐색할 수도 있다.

항로 출력부(325)는 항로 탐색부(320)에 의해 탐색된 운항 항로를 시청각 형태로 출력하기 위한 수단이다.

항로 출력부(325)는 운항 항로를 출력하기 이전에, 직선 형태의 운항 항로를 선박의 타각 정보를 고려하여 곡선 형태로 변환하여 출력할 수 있다(도 9의 변침점 참조).

또한, 항로 출력부(325)는 운항 항로 이외에도 운항 항로상의 변침 정보, 선박 조타 정보 및 변침 정보와 조타 정보 사이의 오타 정보를 함께 출력할 수도 있다.

항로 출력부(325)는 도 12에 도시된 바와 같이, 가중치 데이터에 따라 격자형 항로데이터의 목적지까지 직선화하여 운항 항로를 출력할 수 있다. 이는 실제 선박을 항해하였을 경우, 지나갈 수 있는 항로보다 먼 거리를 항해하는 것을 방지할 수 있게 한다.

또한, 항로 출력부(325)는 선박의 출발지 또는 목적지 부근에 운항 항로가 존재하지 않는 경우, 선박의 출발 위치에서 운항 항로가 존재하는 경로 시작점까지 또는 운항 항로가 존재하는 경로 끝점부터 목적지까지를 파선, 쇄선, 점선 또는 이와 유사한 형태로 안내선을 그어 방향 및 위치를 표시하여 출력할 수 있다.

여기서, 안내선은 선박의 출발지 또는 목적지 부근에 운항 항로가 존재하지 않는 지역에서의 실제 항해한 선박의 선박 운항 정보(GPS 로그)를 이용하거나 수작업으로 선을 그은 항로를 이용하여 운항 항로의 경로 시작점 또는 경로 끝점과 연결할 수 있다.

도 13a에는 항로 출력부(325)가 운항 항로와 함께 변침 정보, 선박 조타 정보 및 변침 정보와 조타 정보 사이의 오타 정보를 함께 출력한 일 예가 도시되어 있다.

도 13a를 참조하여 이를 보다 상세히 설명하기로 한다.

항로 출력부(325)의 1010은 항로 탐색부(320)에 의해 탐색된 운항 항로를 출력한 UI이며, 1015는 운항 항로상에서의 변침 정보를 출력한 콤파스 UI이며, 1020은 선박 조타 정보에 대한 UI이며, 1025는 변침 정보와 조타 정보간의 오차 정보에 대한 UI이다. 여기서, 콤파스는 자침방위일 수도 있고, 자이로콤파스등(GPS 콤파스 포함)으로부터 취해지는 진방위일 수도 있다.

도 13a는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 도시한 일 예일 뿐이며, UI의 형태는 도 13a의 형태 이외에도 다양한 형태로 출력될 수 있음은 당연하다. 예를 들면, 아래쪽에 도시된 각각의 방위 표시는 어느 하나를 더블클릭 하면 하나의 방위로만 클로즈업(즉, 하나의 방위표시 화면)되도록 표시될 수도 있다.

선박 조타 정보는 선박의 현재 방향 정보(1020A)와 선박 선수 방위 정보(1020B)를 포함한다. 여기서, 선박의 현재 방향 정보는 GPS 위치의 이동으로부터 취해지는 선박의 실제운항 방향으로 표시하는 것이 바람직하므로, 필요에 따라서는 선수 방위 정보(1020B)의 하단부에 콤파스 형태의 방위가 표시되도록 할 수도 있다(도 13c 참조).

또한, 오차 정보는 변침 정보와 현재 방향 정보 사이의 오차를 나타내는 조타기 제어 정보(1025A)와 선수 방위 정보와 변침 정보 사이의 오차를 나타내는 오차 각도 정보(1025B)를 포함한다.

여기서, 조타기 제어 정보(1025A)는 운항 항로와 선박의 현재 진행 방향 사이 불일치한 침로 이탈 정보를 반영하여 조타기를 어느 정도로 제어할 것인가를 나타내는 정보이다. 따라서, 조타기 제어 정보(1025A)는 선박의 현재 위치(즉, 벗어난 위치)에서 다음 변침 위치까지의 운항 항로를 재탐색했을 때 산정되는 좌현(PORT:-), 우현(STBD:+)으로 침로 교정 수치로 나타내는 것이 바람직하다.

따라서, 조타기 제어 정보(1025A)는 결과적으로 선박의 현재 위치를 기준으로 운항 항로의 다음 변침 위치로 운항하기 위해 필요한 침로 교정 수치로 이해되어야 할 것이다. 여기서, 오차가 '0'으로 될 경우, 이를 강조하기 위해 녹색램프(또는 음향)와 같은 표시장치를 부가적으로 작동시킬 수도 있다.

이와 같은 조타기 제어 정보(1025A)는 선박의 조타기 제어 장치와 연동될 수 있다. 이 경우, 조타가 제어 정보(1025A)에 따라 선박의 조타기를 자동으로 제어함으로써 선박이 운항 항로를 따라 자동으로 운항하도록 할 수 있는 이점도 있다.

예를 들어, 도 13b와 같이 선박이 운항 항로를 이탈하였다고 가정하자.

이와 같은 경우, 항로 출력부(325)에는 운항 항로와 함께 변침 정보, 선박 조타 정보, 변침 정보와 조타 정보 사이의 오타 정보가 함께 출력될 수 있다. 특히, 이미 전술한 바와 같이, 운항 항로와 선박의 현재 진행 방향 사이의 불일치한 침로 이탈 정보가 조타기 제어 정보(1025A)로써 표시될 수 있다.

이에 따라, 도 13b와 같이, 선박이 운항 항로를 이탈한 경우, 항로 출력부(325)에 출력된 조타가 제어 정보(1025A)를 참조하여 조타기를 제어함으로써, 선박이 운항 항로로 최단 시간에 복귀하도록 할 수 있는 이점이 있다.

이러한 제어가 없다면, 선박은 상당시간 동안 이탈 경로로 운항할 수밖에 없으며, 그 결과 선박 운행 비용이 증가할 수 있다. 그러나, 선박이 운항할 때 선박 이탈시 조타를 제어하여 즉시 최단 거리로 하여 선박을 정상 항로로 안내하므로, 불필요하게 추가적으로 운항되는 경로가 없으며 따라서 선박 운항 비용이 최소화될 수 있다. 예를 들어, 도 13b에서 조타기 제어 정보(1025A)가 없다면 선박이 점선(b)를 따라서 정상 항로로 복귀하거나 완전 항로를 이탈하겠지만, 조타기 제어 정보(1025A)가 제공되면 선박이 점선(a)를 따라서 정상 항로로 즉시 복귀할 수 있다. 물론 설정에 따라서는 (a)와 (b)가 역으로 적용될 수도 있다.

또한, 조타기 제어 정보가 조타기를 제어할 수 있는 제어 장치와 자동으로 연동되는 경우, 선박이 운항 항로에서 일정 침로 이상 이탈되는 경우, 조타기 제어 정보를 기반으로 선박에 구비된 조타기 제어 장치가 자동으로 조타기를 제어함으로써, 선박이 운항 항로로 자동으로 복귀하여 운항 항로를 따라 운항하도록 할 수 있는 이점도 있다.

물론, 구현 방법에 따라 내비게이션부는 조타기 제어 정보를 기반으로 선박이 최단 시간내에 운항 항로로 복귀하도록 할 수도 있으며, 최단 시간이 아니라 최단 거리로 운항 항로로 복귀할 수 있도록 할 수도 있다.

또한, 내비게이션부는 시간과 거리를 모두 고려하여 이탈한 선박이 운항 항로로 최적으로 복귀하도록 안내선을 별도로 제공할 수도 있다.

이와 같이, 선박이 운항 항로를 이탈한 경우, 선박의 현재 위치를 기준으로 운항 항로상으로 복귀하기 위한 경로는 운항 항로와는 별도의 시각 정보(예를 들어, 안내선 등)로 표시될 수도 있다.

이외에도, 항로 출력부(325)는 선박의 평균 선속(AVG)와 최고 선속(MAX)를 운항 항로와 함께 출력할 수도 있다.

차량용 네비게이션과 비교하면, 육상에서는 도로라는 지정된 경로가 있기 때문에, 차량용 네비게이션은 차량 경로 이탈이라고 판단한 경우 새로운 경로를 설정하며, 이 경우 새로운 경로가 최적의 경로라고 할 수 없다. 또한, 차량이 도로 주행시 정상적으로 주행하는 한 차량이 도로에서 이탈할 경우가 발생하지 않으며, 이 경우 운전대의 운행 각도 조정은 필요하지 않다.

반면에, 해상에서는 해수의 흐름, 바람, 조수 간만의 차이 등 다양한 원인들이 선박 운항에 영향을 미치며, 육지와 달리 정해진 항로 외에도 어느 곳으로도 선박의 운항이 가능하다. 따라서, 동일한 선박이 동일한 속도로 동일한 항로로 운항하더라도 해수 흐름 등에 따라 선박의 항로 이탈 정도가 전부 다르며, 항로를 이탈하여도 선박이 운항되기 때문에 선박이 정상 항로를 이탈하였다는 것 자체가 인식이 안될 수도 있다. 결과적으로, 선박이 운항 항로를 완전히 이탈하거나 정상 항로로 복귀하더라도 운항 비용이 상당히 증가할 수밖에 없다. 그러나, 선박의 항로 운항시 지속적으로 조타기 정보를 제공하는 본 발명에서는 선박은 해수 흐름 등에 영향을 받더라도 조타기 제어 각도가 표시되므로 선박이 정상 항로를 이탈하지 않거나 즉시 정상 항로로 복귀할 수 있으며, 새로운 운항 항로를 탐색할 필요가 없다.

즉, 조타기 제어 정보(1025A)는 선박이 정상적으로 운항하던 항로를 이탈하여 운항하던지 상관없이 선박 운행 동안에는 항상 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 내비게이션부가 선박 항로 이탈시 최단 거리로 정상 항로로 선박이 복귀 가능하도록 안내하므로, 선박 운항 비용이 상당히 절감될 수 있다. 또한, 비정상 항로로 운항시 암초 등의 사고 우려가 있으나, 본 발명이 적용된 선박은 항상 정상 항로를 이탈할 가능성이 상당히 낮으므로 사고 확률이 상당히 낮아질 수 있다.

한편, 도 13a에 표시된 UI는 본 발명의 일 실시예에 해당하며, 다른 UI 표시 형태 또는 다른 지표를 표시하는 UI가 표시될 수 있다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운항 항로를 출력한 일예를 도시한 도면이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 항로 출력부(325)는 항로 탐색부(320)에 의해 탐색된 운항 항로를 출력시, 출발지와 목적지에서의 접안 가능 시간을 운항 항로와 함께 출력할 수 있다.

또한, 항로 출력부(325)는 출발지와 목적지에서의 접안 가능 시간을 운항 항로와 함께 제공하되, 운항 항로 중 현재 접안이 불가능한 부분 항로를 별도로 표시한 후 접안이 가능해지는 경우 해당 부분 항로를 별도로 제공하도록 할 수도 있다.

예를 들어, 간조 상태인 경우, 운항 항로 중 일부 항로는 접안 불가능한 항로를 포함할 수 있다. 간조 상태에서 만조 상태로 변경되면, 항로 출력부(325)는 접안 불가능한 항로를 접안 가능한 항로로 다시 표시하여 선박이 해당 항로로 운항할 수 있도록 제공할 수도 있다.

또한, 항로 출력부(325)는 접안 가능 시간대와 함께 출발지 및 목적지에서 운항 항로 중 격자형 항로 데이터를 이용할 수 없는 경우, 기존 운항 정보를 기록한 선박 운항 정보에 기반하여 접안 가능 시간에 운항 항로를 별도로 제공할 수도 있다. 항로 출력부(325)는 선박 운항 정보에 기반하여 운항 항로를 별도로 제공하는 경우, 기존의 격자형 항로 데이터에 기반하여 제공된 운항 항로와는 다른 시각 정보 형태로 출력할 수 있다.

또한, 이미 전술한 바와 같이, 선박 운항 정보는 운항 정보의 경로 끝점과 연결되어 제공될 수도 있다.

또한, 만조 상태에서는 직선 형태로 표시되던 운항 항로가 간조 상태에서는 경우에 따라 자연적 또는 인위적으로 형성된 수로에 기반하여 제공될 수 있다. 이와 같이 자연적 또는 인위적으로 형성된 수로에 기반하여 운항 항로가 제공되는 경우, 선박의 기존 선박 운항 정보(GPS 로그 정보)를 이용하여 구불구불한 형태로 운항 항로가 제공될 수도 있다.

또한, 항로 출력부(325)는 선박 운항 정보에 기초하여 추가적으로 항로가 제공되는 경우, 해상 정보에 기반한 접안 가능 시간대 또는 선박 정보(흘수)에 기초하여 추가적인 항로를 이용 가능한 경우에만 추가적인 항로가 제공되도록 할 수도 있다.

이와 같은 간조 상태의 자연적 또는 인위적 수로에 대한 정보는 사전에 해도 데이터베이스에 모두 저장되어 있는 것을 가정하기로 한다.

도 15a 및 도 15b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운항 항로를 출력한 일 예를 도시한 도면이다.

도 15a 및 도 15b를 참조하면, 항로 출력부(325)는 항로 탐색부(320)에 의해 탐색된 운항 항로와 함께 현재 선박의 위경도 및 항속 정보를 함께 표시할 수 있다. 또한, 이와 더불어, 선박의 운항 항로 위치에서의 선박의 현재 조향 정보와 변침에 필요한 조향 정보 및 변침 정보를 함께 출력할 수 있다.

이외에도, 항로 출력부(325)는 선박 상태 정보(롤링, 요잉, 피칭)를 더 표시할 수도 있다.

또한, 항로 출력부(325)는 운항 항로를 출력시, 선박의 항속 정보와 함께 운항 항로의 특정 위치(예를 들어, 변침 위치)별 도착 예정 시간과 각 변침 위치별 변침 정보를 함께 출력할 수도 있다.

예를 들어, 항로 출력부(325)는 선박의 현재 항속을 기준으로 운항 항로상의 각 위치(예를 들어, 변침 위치)마다 도착 예정 시간을 계산하여 표시할 수 있다. 이를 통해, 최종 목적지에 몇 시에 도착하는지를 운항 항로와 함께 출력할 수 있다.

또한, 항로 출력부(325)는 선박의 현재 항속을 기준으로 최종 목적지까지의 도착 예정 시간을 계산함으로써, 해당 도착 예정 시간에 목적지에서의 해상 상태 정보에 따른 접안 가능 위치를 별도로 표시할 수도 있다.

여기서, 선박의 항속은 노트로 표시될 수도 있으며, km/h의 형태로 표시될 수도 있다.

또 다른 예를 들어, 항로 출력부(325)는 목적지에 대한 도착 예정 시간이 입력된 경우, 출발지에서의 출항 시간과 도착 예정 시간에 목적지에 도착하기 위한 선박의 항속을 계산하여 운항 항로와 함께 출력할 수도 있다. 이와 같은 기능은 만조 상태에 접안 가능한 목표 지점의 시간대를 지정하면 항해 도중 만조시간을 기다리는 운항 중지의 폐단이 없이 정해진 시간 내에 정속 운항으로 목적지까지 도착하도록 함으로써, 전체적인 운항 기간 동안 연료 절약을 기할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 항로 출력부(325)는 단지 항로 탐색부(320)에 의해 탐색된 운항 항로만을 출력하는 것이 아니라, 운항 항로와 더불어 선박 운항에 필요한 다양한 정보를 함께 출력하도록 할 수 있다.

예를 들어, 본 발명은 조석의 변화에 수반되는 조류의 상태가 화살표의 방향과 길이로 표시되도록 할 수 있다. 따라서, 선박의 운항자는 표시된 조류의 상태를 참조하여 조타 각도의 가감 내지 선박의 속도를 제어하여 운항할 수 있게 된다. 즉, 도 15b에서 실선 화살표는 밀물일 때의 방향과 유속을 화살표의 방향과 길이로 나타내는 것으로, 이에 따르면, B(해상)점에서 유속이 가장 빠르고 C점에서 유속이 가장 느림을 알 수 있다. 반면에 B(해상)점으로부터 C점까지는 유속이 중간 정도에 해당됨을 알 수 있다. 또한 점선 화살표는 썰물의 방향과 유속을 나타내는 것으로, 이에 따르면 D점에서 유속이 가장 빠름을 알 수 있으며, C점과 D점 사이의 유속이 중간 정도임을 알 수 있다. 따라서, 이를 참조한다면, 선박 운항자는 A점으로부터 C점까지는 조타 각도를 좌현쪽으로 가중치를 두어야 할 것이며, C점으로부터 B(육지)까지는 조타 각도를 반대쪽인 우현쪽으로 가중치를 두어야 함을 알 수 있다. 이때, 디스플레이는 정지영상의 화살표이거나 동영상의 움직이는 화살표로 나타낼 수 있으며, 동영상인 경우 특히 화살표는 곡선 형태인 것이 유리하다.

또한, 여기서 가중치의 정도는 A점으로부터 B(해상)점까지 및 D점으로부터 B(육지)점까지는 조석에 따른 조류가 탐색된 항로에 45도 이내로 영향을 주는 반면, B(해상)점에서 D점까지는 탐색된 항로에 90도에 가까운 횡측으로 영향을 미치는 현상을 감안하여 선박의 조타 각도를 어느 정도의 가중치로 변침 설정해야 하는지에 대한 정보로 제공될 수도 있다. 조류의 빠르기와 항로상 미치는 각도와 가중치의 관계는 숙달된 운항자라면 상기 정보로부터 쉽게 유추할 수 있는데, 예를 들면 90도에 가까운 조류인 경우 45도 때보다 조타 각도를 더 무겁게 가중치를 주고 유속이 빠른 정도에 따라 가중치는 더욱 무겁게 줄 수 있다. 항로와 조류의 관계는 선박의 속도에도 영향을 미치는 것으로, 예를 들면, 선속이 10노트인 선박에서 3노트의 유속을 정면으로 받는다면 실제 운항속도는 7노트에 그치게 되는 것이다. 따라서 이에 대한 조석 정보는 운항자에게 중요한 이정표를 제공하는 효과가 있다.

본 발명에서는 이에 그치지 않고 나아가 그에 따른 항해의 결과, 즉 앞에서 설명한 바와 같이, 도 13a의 1025A 및 1025B의 정보와 연동함으로써 과학적으로 분석된 항적 정보와 연동하여 좌현 또는 우현 치우침 정보도 함께 포함함으로써 보다 정확한 항해 정보를 제공할 수 있는 이점이 있다.

도 2를 참조하여, 내비게이션부(220)의 구성에 대해 상세히 설명하였다. 다시 도 2를 참조하며, 메모리(225)는 해양 내비게이션 장치(200)를 운용하기 위해 필요한 다양한 데이터를 저장하기 위한 수단이다.

프로세서(230)는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 내비게이션 장치(200)의 내부 구성들(예를 들어, 디스플레이부(210), 입력부(215), 내비게이션부(220), 메모리(225) 등)을 제어하기 위한 수단이다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 운항 항로를 제공하는 방법을 나타낸 순서도이다.

단계 1610에서 해양 내비게이션 장치(200)는 선박의 현재 위치를 획득한다.

예를 들어, 해양 내비게이션 장치(200)는 선박에 구비된 GPS 수신기를 이용하여 선박의 현재 위치 정보를 획득할 수 있다.

단계 1615에서 해양 내비게이션 장치(200)는 해도 데이터베이스(310)에서 해도 데이터를 로드하고, 해도 데이터상에 선박의 현재 위치를 표시하여 출력한다.

단계 1620에서 해양 내비게이션 장치(200)는 출발지 및 목적지 중 적어도 하나를 입력받는다.

출발지의 경우, 해양 내비게이션 장치(200)의 현재 위치 정보를 기준으로 자동으로 설정할 수도 있다. 따라서, 해양 내비게이션 장치(200)는 목적지에 대한 정보만 별도로 입력받을 수도 있다.

물론, 출발지와 선박의 위치가 상이할 수도 있다. 이와 같은 경우, 해양 내비게이션 장치(200)는 출발지도 별도로 입력받을 수 있다.

단계 1625에서 해양 내비게이션 장치(200)는 격자형 항로데이터베이스(315)에서 격자형 항로데이터를 로드한다.

단계 1630에서 해양 내비게이션 장치(200)는 로드된 격자형 항로데이터를 이용하여 출발지에서 목적지까지의 운항 항로를 탐색한다.

도 3을 참조하여 이미 전술한 바와 같이, 해양 내비게이션 장치(200)는 격자형 항로 데이터베이스에 기반하여 출발지에서 목적지 사이의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 더 고려하여 적어도 하나의 변침 위치를 포함하는 운항 항로를 탐색할 수 있다.

이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

단계 1635에서 해양 내비게이션 장치(200)는 탐색된 운항 항로를 해도 데이터상에 함께 출력한다.

이때, 해양 내비게이션 장치(200)는 운항 항로 이외에도 선박 운항에 필요한 다양한 정보를 함께 출력할 수 있다. 이는 이미 전술한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 항로를 제공하는 방법을 나타낸 순서도이다.

단계 1710에서 해양 내비게이션 장치(200)는 조난 신호를 수신한다. 여기서, 조난 신호는 조난 위치를 포함할 수 있다.

이때, 조난 신호는 다른 선박으로부터 수신될 수도 있으며, 해상에 조난된 조난자가 착용한 구명조끼로부터 수신될 수도 있다.

조난자의 구명 조끼에 GPS 모듈이 부착될 수 있으며, 이를 기반으로 조난자의 조난 위치가 송출될 수 있다.

물론, 조난 신호는 해양 관제실을 통해 수신될 수도 있다.

단계 1715에서 해양 내비게이션 장치(200)는 선박의 현재 위치와 조난 신호에 포함된 조난 위치 사이의 항로를 탐색한다.

이미 도 2 내지 3을 참조하여 설명한 바와 마찬가지로, 해양 내비게이션 장치(200)는 격자형 항로데이터를 기반으로 선박의 현재 위치에서 조난 위치까지의 항로를 탐색할 수 있다.

또한, 해양 내비게이션 장치(200)는 현재 위치와 조난 위치 사이의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보를 더 고려하여 항로를 탐색할 수 있다.

단계 1720에서 해양 내비게이션 장치(200)는 탐색된 항로를 출력한다.

이를 통해, 해양 내비게이션 장치(200)는 탐색된 항로로 운항하여 신속하게 조난 활동에 참여하도록 유도할 수 있는 이점이 있다.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운항 항로를 제공하는 방법을 나타낸 순서도이다.

단계 1810에서 해양 내비게이션 장치(200)는 운항 항로에 따라 운항중인 선박에 대해 일정 거리 이내로 접근 중인 다른 선박이 존재하는지 여부를 판단한다.

일반적으로, 각 선박들은 AIS(Auto Identification System)을 탑재하고 있다. 이로 인해, 각 선박들은 타 선박의 위치(좌표)를 표시할 수 있다.

해양 내비게이션 장치(200)는 AIS에 기반하여 현재 운항 항로상의 타 선박의 접근 여부를 판단할 수 있다.

만일 타 선박이 운항 항로상의 현재 선박 위치에 일정 거리 이내로 접근 중인 경우, 단계 1815에서 해양 내비게이션 장치(200)는 타 선박을 장애물로 인식하여 타 선박을 회피할 수 있는 운항 항로를 재탐색한다.

이때, 해양 내비게이션 장치(200)는 현재 선박 위치를 기준으로 운항 항로상의 다음 변침 위치까지 해당 타 선박을 회피할 수 있는 구간 운항 항로를 재탐색할 수 있다.

또한, 해양 내비게이션 장치(200)는 타선박을 회피할 수 있는 구간 운항 항로를 재탐색함에 있어, 선박에서 급격한 변침이 이루어지지 않도록 타각 정보를 고려하여 완만한 곡선 형태로 구간 운항 항로를 재탐색할 수 있다.

단계 1820에서 해양 내비게이션 장치(200)는 탐색된 구간 운항 항로를 포함하는 운항 항로를 출력한다.

또 다른 예를 들어, 해양 내비게이션 장치(200)는 해상 상태 정보에서의 태풍 경로를 참조하여, 태풍 경로를 기준으로 일정 거리 이내의 해상으로는 운항 항로가 개설되지 않도록 제어할 수 있다.

즉, 해양 내비게이션 장치(200)는 태풍 경로를 회피하여 격자형 항로데이터, 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보를 참조하여 적어도 하나의 변침 위치를 포함하는 운항 항로를 탐색하도록 할 수도 있다.

또 다른 예를 들어, 타 선박이 운항 항로상의 현재 선박 위치에 일정 거리 이내로 접근하면, 네비게이션 장치(200)가 충돌을 피할 수 있는 경로를 설정하고 사용자 인지와 상관없이 선박의 제어 장치(미도시)가 선박의 조타를 자동으로 제어할 수 있다. 결과적으로, 선박들이 일정 거리 내에 상호 진입하더라도 사고가 발생되지 않을 수 있다.

한편, 이러한 타 선박의 접근 정보는 해양 관제 센터 등으로부터 수신할 수도 있고 선박들이 레이더 등의 통신 장치를 이용하여 자체적으로 다른 선박의 접근을 탐지할 수도 있다. 이 경우, 탐지 장치와 내비게이션 장치(200)가 연동되어 내비게이션 장치(200)가 충돌을 회피할 수 있는 경로를 재설정할 수 있다.

이와 관련하여 본 발명은 물리적인 도식을 생략하였으나, 앞에서 설명한 조석정보, 양식장정보, 장애물 정보, 태풍정보, AIS 정보, 조난 위치(MOB) 정보 등을 통신망과 육상 서버로 통합 관리하여 선박 내비게이션 방향으로 안전정보를 제공하면서, 선박 내비게이션으로부터 수집된 선박의 운항정보를 빅데이터로 보관 및 활용하는 인터넷 연동구성을 추가적으로 포함할 수도 있다.

상술한 본 발명에 따른 해양 내비게이션 장치의 항로 제공 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

210: 디스플레이부
215: 입력부
220: 내비게이션부
225: 메모리
230: 프로세서

Claims (23)

1. 목적지까지의 선박 운항 항로를 탐색하는 항로 탐색부;
   상기 탐색된 운항 항로를 표시하는 항로 출력부를 포함하되,
   상기 항로 출력부는 해상 정보, 변침 정보, 조타 정보, 상기 변침 정보와 상기 조타 정보 사이의 오차 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 선박의 조타기를 제어하기 위한 조타기 제어 정보를 시각적으로 또는 청각적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 조타기 제어 정보는 조타기의 제어 각도로서 표시되는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 운항 항로와 상기 조타기 제어 정보는 함께 표시되는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 선박이 운항 항로 이탈시 상기 항로 탐색부는 새로운 운항 항로를 탐색하지 않으며 상기 조타기 제어 정보에 따라 상기 선박을 상기 운항 항로로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 조타기 제어 정보에 따라 상기 운항 항로로 상기 선박이 복귀하도록 상기 선박의 조타기가 자동으로 제어되는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 항로 출력부는,
   상기 운항 항로상의 화살표로 조류 방향과 세기를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치.
   
7. 목적지까지의 선박의 운항 항로를 탐색하고, 다른 선박이 일정 거리 이내로 접근시 상기 선박과의 충돌을 회피할 수 있는 새로운 운항 항로를 탐색하는 항로 탐색부; 및
   상기 탐색된 운항 항로 또는 상기 새로운 운항 항로를 표시하는 항로 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 선박의 제어 장치와 상기 해상 내비게이션 장치가 연동하며, 상기 제어 장치는 상기 다른 선박 접근시 상기 선박이 상기 탐색된 새로운 운항 항로로 운항되도록 상기 선박을 자동으로 제어하는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치.
   
9. 접안 정보에 따라 접안 시설에서 목적지까지의 운항 항로를 탐색하는 항로 탐색부; 및
   상기 탐색된 운항 항로를 표시하는 항로 표시부를 포함하는 해상 내비게이션 장치.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 항로 탐색부는,
    선박의 흘수와 상기 선박의 기존의 운항 정보를 더 이용하여 상기 운항 항로를 탐색하는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치.
    
11. 출발지 및 목적지 중 적어도 하나를 입력받는 입력부;
    격자형 항로데이터를 기반으로 상기 출발지에서 상기 목적지 사이의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려하여 운항 항로를 탐색하는 항로 탐색부 -상기 운항 항로는 상기 해상 상태 정보 및 상기 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려한 적어도 하나의 변침 위치에 따른 변침 정보를 포함함; 및
    상기 탐색된 운항 항로를 출력하는 항로 출력부를 포함하는 해양 내비게이션 장치.
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 항로 탐색부는,
    상기 태풍 경로를 회피하도록 운항 항로를 탐색하는 것을 특징으로 하는 해양 내비게이션 장치.
    
13. 제11 항에 있어서,
    상기 항로 출력부는,
    선박의 타각 정보를 고려하여 상기 운항 항로를 곡선 형태로 변환하여 출력하되,
    상기 운항 항로 데이터상의 변침 정보, 선박의 조타 정보, 상기 변침 정보와 상기 조타 정보 사이의 오차 정보를 상기 운항 항로와 함께 출력하는 것을 특징으로 하는 해양 내비게이션 장치.
    
14. 제11 항에 있어서,
    선박에 구비된 GPS 수신기를 통해 선박의 현재 위치 정보를 획득하되,
    상기 항로 출력부는,
    상기 선박의 현재 위치 정보가 상기 운항 항로상에서 일정 거리 이상 벗어난 경우, 상기 선박의 현재 위치 정보를 기준으로 상기 운항 항로 데이터상의 다음 변침 위치까지의 운항 항로를 재탐색하여 출력하는 것을 특징으로 하는 해양 내비게이션 장치.
    
15. 제11 항에 있어서,
    상기 항로 출력부는,
    상기 출발지 또는 상기 목적지에서의 조석 정보와 선박 흘수 정보를 고려하여 상기 출발지 또는 상기 목적지에서의 접안 가능 시간 정보를 상기 운항 항로와 함께 출력하되,
    상기 접안 가능 시간 정보를 고려하여 상기 출발지 또는 상기 목적지에서 선박이 접안 가능한 상태가 되면, 접안 가능한 구역에 대한 구간 운항 항로를 별도로 출력하는 것을 특징으로 하는 해양 내비게이션 장치.
    
16. 제11 항에 있어서,
    상기 항로 출력부는,
    선박의 현재 항속을 기반으로 상기 운항 항로상의 각 변침 위치까지의 도착 예상 시간을 상기 운항 정보와 함께 출력하는 것을 특징으로 하는 해양 내비게이션 장치.
    
17. 제11 항에 있어서,
    상기 항로 출력부는,
    상기 목적지의 도착 예정 시간을 입력받고, 상기 도착 예정 시간을 기반으로 출발지에서의 출항 시간과 상기 운항 항로상에서의 선박의 예상 목표 선속을 계산하여 상기 운항 항로와 함께 출력하는 것을 특징으로 하는 해양 내비게이션 장치.
    
18. 선박의 현재 위치를 획득하는 GPS 모듈;
    타선박 또는 조난자의 조난 위치를 포함하는 조난 신호를 수신하는 통신부;
    상기 선박의 현재 위치에서 상기 조난 위치의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 이용하여 조난 항로를 탐색하는 항로 탐색부; 및
    상기 탐색된 조난 항로를 출력하는 항로 출력부를 포함하는 해상 내비게이션 장치.
    
19. 목적지까지의 선박 운항 항로를 탐색하는 단계; 및
    상기 탐색된 운항 항로를 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 운항 항로를 출력하는 단계는,
    해상 정보, 변침 정보, 조타 정보, 상기 변침 정보와 상기 조타 정보 사이의 오차 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 선박의 조타기를 제어하기 위한 조타기 제어 정보를 시각적으로 또는 청각적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 해상 내비게이션 장치의 항로 제공 방법.
    
20. 출발지 및 목적지 중 적어도 하나를 입력받는 단계;
    격자형 항로데이터를 기반으로 상기 출발지에서 상기 목적지 사이의 해상 상태 정보 및 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려하여 운항 항로를 탐색하는 단계-상기 운항 항로는 상기 해상 상태 정보 및 상기 해상 시설물 정보 중 적어도 하나를 고려한 적어도 하나의 변침 위치에 따른 변침 정보를 포함함; 및
    상기 탐색된 운항 항로를 출력하는 단계를 포함하는 해양 내비게이션 장치의 항로 제공 방법.
    
21. 제20 항에 있어서,
    상기 해양 내비게이션 장치는 상기 선박의 운항 정보를 서버로 제공하며,
    상기 서버로부터 통합 관리되는 상기 해상 상태 정보, 상기 해상 시설물 정보를 제공받되,
    상기 해상 상태 정보는, 조석 정보와 태풍 정보 중 어느 하나를 포함하며,
    상기 해상 시설물 정보는 양식장 정보 및 장애물 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 내비게이션 장치의 항로 제공 방법.
    
22. 제21 항에 있어서,
    상기 운항 항로는 서버로부터 통합 관리되는 AIS 정보, 조난 위치 정보 중 하나 이상을 더 제공받는 것을 특징으로 하는 해양 내비게이션 장치의 항로 제공 방법.
    
23. 제19 항 또는 제22 항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체 제품.
    

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