KR20170088123A - 무인 선박의 항해 시스템 및 이를 이용한 항해 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선원 없이 선박의 안전한 자율 항해를 제어할 수 있는 무인 선박의 항해 시스템 및 이를 이용한 항해 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물 및 해당 무인 선박의 외부환경을 감지하는 센서 시스템; 및 상기 센서 시스템으로부터 감지된 외부환경정보와, 외부로부터 수신된 무인 선박의 위치를 포함하는 운항 정보와, 상기 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물과의 거리 정보를 근거로 하여 생성된 항해 경로를 따라 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 자율 항해 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물 및 해당 무인 선박의 외부환경을 감지하는 센서 시스템; 및 상기 센서 시스템으로부터 감지된 외부환경정보와, 외부로부터 수신된 무인 선박의 위치를 포함하는 운항 정보와, 상기 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물과의 거리 정보를 근거로 하여 생성된 항해 경로를 따라 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 자율 항해 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 무인 선박의 항해 시스템 및 이를 이용한 항해 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선원 없이 선박의 안전한 자율 항해를 제어할 수 있는 무인 선박의 항해 시스템 및 이를 이용한 항해 제어 방법에 관한 것이다.
무인 선박 즉, 드론쉽(Drone Ship)은 선원 없이 자동으로 정해진 경로를 항해하고, 필요한 경우 원격 조종 통제센터에서 항해 및 기관부(예를 들면, 엔진, 방향타 장치)를 제어할 수 있는 선박을 말한다.
한편, 지상에서는 무인 선박 및 선단을 원격 조정하기 위한 원격 조정 통제 센터가 필요하며, 기술적인 문제 및 법적인 문제 등의 해결을 위하여 원격 조정 통제 센터에서는 선장 및 기관장이 직접 지휘 통솔을 수행해야 한다.
상술된 무인 선박은 대한민국 등록특허공보 제0734814호(2007.06.27) 외에 다수가 출원되어 있는 상태이다.
상기 특허를 포함하는 종래의 선박은 항해 관련하여 항해계획을 하고, 주변 환경을 감시하고, 각종 장비를 제어하며, 무인 선박 조종, 타 선박과의 교신 등을 수행하게 된다. 이러한 기술은 고 난이도의 기술로써 전문 교육을 받는 선원이 수행해야 한다.
그러나, 해상 사고의 위험을 인하여 고 난이도의 기술을 교육받은 고급 선원을 유지하고 운용하기 어려워, 고급 선원의 수가 감소하고 있고, 이때문에 선원의 실수로 인한 사고가 급증하고 있는 추세이다. 또한, 선박 사고의 경우에는 인명손실 혹은 환경파괴 등의 영향력이 크다. 또한, 수급의 불균형으로 인하여 선원임금이 높아지고 있는 추세이다.
그리고 선박의 최적경로 추적으로 인한 유류비의 절감은 정확한 수치적인 계산에 의해서 라기보다는 선원의 감에 의존하는 경우가 많아 실제 유류비의 절감량은 크지 않다.
본 발명의 목적은, 선원 없이 선박의 안전한 자율 항해를 제어할 수 있는 무인 선박의 항해 시스템 및 이를 이용한 항해 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물 및 해당 무인 선박의 외부환경을 감지하는 센서 시스템; 및 상기 센서 시스템으로부터 감지된 외부환경정보와, 외부로부터 수신된 무인 선박의 주변의 타선박 정보와, 상기 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물과의 거리 정보를 근거로 하여 생성된 항해 경로를 따라 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 자율 항해 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템이 제공된다.
상기 자율 항해 시스템은 상기 센서 시스템으로부터 감지된 무인 선박의 외부환경정보와, 선박 자동 식별 장치로부터 수신된 상기 타선박 정보와, 선박 자동 충돌 예방 장치로부터 수신된 상기 거리정보를 이용하여 상기 무인 선박과 장애물간의 충돌 위험을 예측하고, 상기 무인 선박과 장애물 간의 충돌 가능성이 있는 경우 상기 충돌 예측된 장애물을 회피하도록 회피용 항해 경로를 생성하는 장애물 회피부를 포함할 수 있다.
상기 자율 항해 시스템은 상기 외부환경정보가 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되는 경우 상기 무인 선박의 속도, 방향, 또는 속도 및 방향을 조절하는 가혹환경 회피부를 포함할 수 있다.
상기 자율 항해 시스템은 상기 무인 선박의 출발지 정보와 도착지 정보를 이용하여 생성된 항해 경로별 날씨정보를 수집하여 가혹환경이 포함되지 않는 최적경로를 생성하는 최적경로 생성부를 포함할 수 있다.
상기 무인 선박은 선택적으로 원격 조정 통제 센터에 의해 항해 제어를 받으며, 상기 원격 조정 통제 센터는 상기 무인 선박의 항해상태를 감시하는 감시 모드, 상기 자율 항해 시스템으로부터 비정상신호가 수신되는 경우 경고를 알리는 주시 모드 및 상기 무인 선박의 원격 조정을 위한 조종 모드 중 어느 하나의 모드를 동작모드로 구동될 수 있다.
상기 자율 항해 시스템과 상기 원격 조정 통제 센터의 항해 경로는 동기화될 수 있다.
상기 원격 조정 통제 센터는 상기 무인 선박의 항해 관련 정보를 표시하는 복수의 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 디스플레이부는 한 화면상에 미리 구획된 복수의 영역에 관리 대상인 복수의 무인 선박별 모니터링 화면을 각각 제공할 수 있다.
상기 모니터링 화면은 복수의 무인 선박별로 무인 선박의 식별정보를 표시하고, 상기 무인 선박의 위치 및 주변 장애물을 표시하는 메뉴, 상기 무인 선박의 항해 경로를 표시하는 메뉴, 상기 무인 선박의 속도 및 방향을 조절하는 메뉴, 장애물 회피를 위한 메뉴, 가혹환경 회피를 위한 메뉴, 및 경로추적을 위한 메뉴를 제공할 수 있다.
상기 복수의 디스플레이부는 상기 모니터링 화면 중에서 선택된 무인 선박의 전자해도상의 위치와 항해정보를 표시하는 제 1 디스플레이부, 선박의 속도 및 방향을 조정할 수 있는 제 2 디스플레이부, 상기 자율 항해 시스템의 장애물 회피부의 온/오프 상태와 해당 장애물 회피부의 동작 상태, 가혹 환경 회피부의 온/오프 상태와 해당 가혹 환경 회피부의 동작상태, 추적경로 생성부의 온/오프상태와 해당 추적경로 생성부의 동작상태를 표시하는 제 3 디스플레이부, 상기 항해 경로를 날짜와 시간별로 표시하는 제 4 디스플레이부, 가혹환경 가능성 영역을 표시한 제 5 디스플레이부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 센서 시스템으로부터 감지된 무인 선박의 외부환경정보와, 외부로부터 수신된 무인 선박의 주변의 타선박 정보와, 상기 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물과의 거리 정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 외부환경정보, 운항정보 및 거리정보를 근거로 하여 상기 무인 선박의 항해 경로를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 항해 경로를 따라 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법은 상기 수신하는 단계 이후에, 상기 센서 시스템으로부터 감지된 무인 선박의 외부환경정보와, 선박 자동 식별 장치로부터 수신된 상기 타선박 정보와, 선박 자동 충돌 예방 장치로부터 수신된 상기 거리정보를 이용하여 상기 무인 선박과 장애물간의 충돌 위험을 예측하는 단계를 더 포함하고, 상기 생성하는 단계는 상기 무인 선박과 장애물 간의 충돌 가능성이 있는 경우 상기 충돌 예측된 장애물을 회피하도록 회피용 항해 경로를 생성할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법은 상기 수신하는 단계 이후에, 상기 수신된 외부환경정보가 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어하는 단계는 상기 판단하는 단계의 판단결과 상기 수신된 외부환경정보가 상기 가혹환경조건에 포함되는 경우 상기 무인 선박의 속도, 방향, 또는 속도 및 방향을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신하는 단계는 상기 무인 선박의 출발지 정보와 도착지 정보를 수신하고, 상기 생성하는 단계는 상기 수신된 출발지와 도착지쪽으로 방향성을 갖는 일정한 거리의 여러개의 중간점을 생성하는 단계; 상기 생성된 여러개의 중간점별 날씨정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 날씨정보와 상기 무인 선박의 특성을 이용하여 생성된 여러개의 중간점의 안정성 및 연료 소비량을 계산하는 단계; 상기 계산된 여러개의 중간점의 안정성 및 연료 소비량에 따라 안정성이 보장되는 최소 연료 소비량의 중간점을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 중간점으로부터 일정한 거리의 중간점을 생성하여 상기 도착지까지의 중간점들로 항해 경로를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무인 선박의 주변 선박 관련 데이터를 수집하는 단계; 상기 수집된 주변 선박 관련 데이터를 기반으로 미리 설정된 모니터링 범위내에 장애물이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 장애물이 존재하는 경우 상기 장애물의 항해 경로와 상기 무인 선박의 항해 경로를 비교하여 충돌 위험을 예측하는 단계; 및 상기 예측된 충돌 위험을 근거로 하여 충돌 가능성이 있는 경우 미리 정해진 규정에 따라 상기 무인 선박이 유지선이 될지 또는 피항선이 될지를 판단하고, 피항선일 경우에 상기 규정에 따른 회피경로를 생성하고, 생성된 회피용 항해 경로로 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법이 제공된다.
상기 제어하는 단계는 상기 생성된 회피용 항해 경로 내에 장애물과의 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무인 선박에 설치된 센서를 통해 외부환경정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 외부환경정보가 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되는지 여부를 판단하는 단계; 상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 수신된 외부환경정보가 상기 가혹환경조건에 포함되는 경우 상기 무인 선박의 속도, 방향, 또는 속도 및 방향을 조절하는 단계; 및 상기 조절된 무인 선박의 속도, 방향, 또는 속도 및 방향에 따라 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법이 제공된다.
상기 가혹환경조건은 IMO에서 권고한 위험조건이고, 상기 위험조건은 상기 무인 선박의 특성과 기상 조건의 조합일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무인 선박의 출발지 정보와 도착지 정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 출발지와 도착지쪽으로 방향성을 갖는 일정한 거리의 여러개의 중간점을 생성하는 단계; 상기 생성된 여러개의 중간점별 날씨정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 날씨정보와 상기 무인 선박의 특성을 이용하여 생성된 여러개의 중간점의 안정성 및 연료 소비량을 계산하는 단계; 상기 계산된 여러개의 중간점의 안정성 및 연료 소비량에 따라 안정성이 보장되는 최소 연료 소비량의 중간점을 선택하는 단계; 상기 선택된 중간점으로부터 일정한 거리의 중간점을 생성하여 상기 도착지까지의 중간점들로 항해 경로를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 항해 경로로 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면 선원 없이 선박의 안전한 자율 항해를 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 원격 조정 통제 센터에 복수의 디스플레이부 상에 복수의 무인 선박에 대한 장애물 감지를 위한 메뉴, 항해 경로를 위한 메뉴, 속도 및 방향의 조절을 위한 메뉴, 장애물 회피를 위한 메뉴, 가혹환경 회피를 위한 메뉴 및 경로추적을 위한 메뉴를 제공함으로써 원격 조정 통제 센터에서 복수의 무인 선박 중에서 원하는 무인 선박을 모니터링할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 무인 선박의 주변에 모니터링 범위내에 장애물이 존재하는 경우 장애물의 위치를 회피하도록 회피용 항해 경로를 생성함으로서 무인 선박의 자율 항해를 안정적으로 제어할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 무인 선박에 설치된 센서를 통해 측정된 날씨정보와 선박 특성의 조합이 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되는 경우 무인 선박의 속도, 방향 및 속도 및 방향을 조절하여 위급상황 시 무인 선박의 자체 기동을 가능하게 한 효과도 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 무인 선박의 출발지와 도착지간의 항해 경로별 날씨정보를 수집하여 수집된 날씨정보와 선박 특성을 이용해 선박의 안정성이 보장되는 최소연료 소비량의 중간점을 선택하고 선택된 중간점으로부터 일정한 거리의 중간점을 생성하여 도착지까지의 모든 중간점들로 최종 항해 경로를 생성함으로써 선박의 안정성이 보장되면서도 최소연료를 소비할 수 있는 경로로 운항되도록 하여 안전한 경로의 추종을 가능하고 유류비를 절감시킬 수 있게 한 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 자율 항해 시스템을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템의 장애 회피용 항해 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템의 가혹환경 회피용 항해 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템의 최적경로 추적용 항해 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도, 그리고
도 7은 원격 조종 통제 센터 내에 설치된 메인 디스플레이부의 화면 예시도.
도 2는 도 1에 도시된 자율 항해 시스템을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템의 장애 회피용 항해 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템의 가혹환경 회피용 항해 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템의 최적경로 추적용 항해 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도, 그리고
도 7은 원격 조종 통제 센터 내에 설치된 메인 디스플레이부의 화면 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템을 설명하기 위한 블록도를 도시하고 있고, 도 2는 도 1에 도시된 자율 항해 시스템을 설명하기 위한 블록도를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템은 센서 시스템(10), AIS(Auto Identification System, 선박 자동 식별 장치)(20), ARPA(Automatic Radar Plotting Aid, 선박 자동 충돌 예방 장치)(30), 정보처리모듈(40), 자율항해시스템(Autonomous Navigation System)(50), SCC(Shore Control Center, 원격 조종 통제 센터)(60), AES(Engine Room Core Module)(70) 및 방향타 장치(80)를 포함하여 구성된다.
센서 시스템(10)은 무인 선박내 설치된 각종 센서와 카메라로 구성된다. 각종 센서는 무인 선박의 주변환경을 측정하기 위한 예를 들면 날씨 측정 센서, 파도 측정 센서 및 바람 측정 센서와, 자율 항해를 위해 필요한 인자들을 측정하기 위한 센서, 예를 들면 속도 측정 센서, 방향 측정 센서 등이 포함된다.
AIS(20)는 무인 선박의 주변에 운항하는 타선박의 정보(예를 들면, 타선박의 위치, 타선박의 목적지, 타선박의 속도 등)를 위성 통신을 통해 수신한다.
ARPA(30)는 레이다(미도시)를 통해 탐지된 무인 선박의 주변에 위치하는 타 선박, 즉 외부 선박과의 거리정보를 측정한다. ARPA(30)에서 측정된 외부 선박과의 거리정보는 자율항해시스템(50) 및 SCC(60)에 제공될 수 있다.
정보처리모듈(40)는 센서 시스템(10), AIS(20) 및 ARPA(30)로부터 수신되는 정보를 수집하고, 수집된 정보를 자율항해시스템(50) 및 SCC(60)에서 확인 가능한 형태로 변환하여 전송한다. 이때 SCC(60)는 정보처리모듈(40)에서 전송된 정보를 미도시된 육상의 서버를 거쳐 수신한다.
자율항해시스템(50)은 정보처리모듈(40)에 의해 처리된 정보, 즉 센서 시스템에 의해 감지된 외부환경정보, 무인 선박의 주변에 위치하는 타선박 정보, 및 타선박과의 거리정보와, 출발지 및 도착지를 이용하여 생성된 항해 경로에 따른 항해신호로 무인 선박의 자율 항해를 제어한다. 이때 항해신호는 AES(70)로 전송되어 무인 선박의 속도를 제어하거나, 방향타 장치(80)로 전송되어 무인 선박의 방향을 제어할 수 있다.
또한 자율항해시스템(50)은 항해 중 비정상 신호가 발생된 경우 SCC(60)에 비정상 신호를 제공한다. 비정상 신호는 무인 선박의 조정성이 불안정하거나, 자율항해시스템에 설치된 센서의 이상 및 동작의 오류가 발생하거나, 무인 선박의 롤링이 심하거나, 무인 선박내 구멍을 감지하거나, AES(70)로부터 엔진고장신호를 수신하거나, 또는 항해 경로가 변경되었을 경우에 발생된다.
또한 자율항해시스템(50)은 센서 시스템(10), AIS(20) 및 ARPA(30)로부터 수신된 정보를 저장하고, 무인 선박의 항해 경로와 그 항해 경로별 날씨정보를 저장한다. 또한, 상술된 정보외에도 자율 항해를 제어하기 위한 알고리즘이 저장되어 있다.
SCC(60)는 무인 선박의 항해상태를 감시하는 자율주행모드, 자율항해시스템(50)으로부터 비정상 신호가 수신되는 경우 경고를 알리는 주시모드 및 무인 선박의 원격 조정을 위한 원격제어모드 중 어느 하나의 모드를 동작모드로 구동한다.
도 2를 참조하면, 상술된 자율항해시스템(50)은 장애물 회피부(51), 가혹환경 회피부(52), 최적항로 생성부(53) 및 경로 추적부(54)를 포함하여 구성된다.
장애물 회피부(51)는 센서 시스템(10)으로부터 감지된 외부환경정보, AIS(20)로부터 수신된 타선박의 정보, 및 ARPA(30)로부터 수신된 장애물과의 거리정보를 이용하여 무인 선박과 장애물 간의 충돌을 예측한다.
또한, 장애물 회피부(51)는 무인 선박과 장애물간의 충돌이 미리 정해진 모니터링 범위 중 위험단계에 위치하는 경우 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물을 회피할 수 있는 회피용 항해 경로를 생성한다.
또한, 장애물 회피부(51)는 긴급회피동작으로 멈추거나 방향타를 최대로 돌려 예측하지 못한 충돌을 방지할 수 있다. 예를 들면, IMO 규정에 따라 자선이 유지선이고, 타선이 피항선일 경우에 타선이 피항선임에도 불구하고 계속 경로를 유지하여 긴급회피동작범위내에 들어 올 경우 긴급회피동작을 수행한다.
가혹환경 회피부(52)는 센서 시스템(10)으로부터 감지된 외부환경정보, 예를 들면 날씨 측정 센서로부터 감지된 날씨정보가 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되는지 여부를 판단하고, 가혹환경조건에 포함되는 경우 무인 선박의 속도, 방향 또는 속도 및 방향을 조절한다. 여기서 가혹환경조건은 선박 운항시 참고로 사용할 수 있도록 IMO에서 권고한 위험조건으로, 위험조건은 선박의 특성과 기상조건의 조합이다. 위험조건은 무인 선박의 길이, 무인 선박의 속도 무인 선박과 만나는 파도의 각도, 파장, 파도의 높이, 파도와 만나는 주기 등을 포함하며, 위험 조건 중 선박의 특성에 따른 위험조건은 무인 선박과 만나는 파도의 각도가 최대기준각도와 최소기준각도를 벗어난 제 1 조건, 파장이 선박의 길이가 반영된 최대기준파장과 최소기준파장을 벗어난 제 2 조건 및 파도의 높이가 기준높이보다 큰 제 3 조건, 파도와 만나는 주기와 선박의 롤링주기가 같은 제 4 조건 중 어느 하나를 포함한다.
최적경로 생성부(53)는 무인 선박의 출발지 정보와 도착지 정보를 수신하고 수신된 출발지와 도착지 사이의 항해 경로를 생성하되, 항해 경로별 날씨정보를 수집하여 수집된 날씨정보와 무인 선박 특성을 이용하여 최적 항해 경로를 생성한다.
구체적으로, 최적경로 생성부(53)는 무인 선박의 출발지와 도착지간의 항해 경로별 날씨정보를 수집하여 수집된 날씨정보와 선박 특성을 이용해 선박의 안정성이 보장되는 최소연료 소비량의 중간점을 선택하고 선택된 중간점으로부터 일정한 거리의 중간점을 생성하여 도착지까지의 모든 중간점들로 최종 항해 경로를 생성한다. 이에 따라 무인 선박의 안정성이 보장되면서도 최소연료를 소비할 수 있는 경로로 운항되도록 하여 무인 선박의 운항 안정성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 유류비 소비를 절감시킬 수 있다.
경로 추적부(54)는 생성된 항해 경로를 따라 추적하도록 AEB(70) 및 방향타 장치(80)를 제어한다. 또한, 경로 추적부(54)는 추적오차 허용 범위를 사용자에 의해 지정받을 수 있다. 이에 따라 생성된 안전한 항해 경로를 추종할 수 있다.
상술된 무인 선박은 선택적으로 SCC(60)의 항해 제어를 받는다.
SCC(60)는 자율항해시스템(50)과 동기화된다. 즉 자율항해시스템(50)에 의해 항해 경로가 변경된 경우 변경된 항해 경로를 SCC(6)에서 수신하여 업데이트시키고, SCC(60)에서 항해 경로를 변경하는 경우 변경된 항해 경로를 자율항해시스템(50)에서 수신하여 변경된 항해 경로로 업데이트시킨다.
이러한 SCC(60)는 무인 선박의 항해정보를 표시하는 복수의 디스플레이부(미도시)와, 복수의 디스플레이부에 표시되는 정보를 검출하여 미리 정해진 디스플레이부상에 표시되도록 제어하는 컨트롤러(미도시)를 포함한다.
복수의 디스플레이부는 컨트롤러의 제어를 받으며, 한 화면상에 미리 구획된 복수의 영역에 관리 대상인 복수의 무인 선박별 모니터링 화면을 각각 제공할 수 있다.
모니터링 화면은 복수의 무인 선박별 무인 선박의 식별정보를 표시하고, 무인 선박의 위치 및 주변 장애물을 표시하는 메뉴, 무인 선박의 항해 경로를 표시하는 메뉴, 무인 선박의 속도 및 각도를 조절하기 위한 메뉴, 장애물 회피를 위한 메뉴, 가혹환경 회피를 위한 메뉴 및 경로추적을 위한 메뉴를 제공된다. 모니터링화면은 도 7에 잘 도시되어 있다.
복수의 디스플레이부는 상술된 메뉴들을 포함하는 모니터링 화면을 제공하는 메인 디스플레이부와, 메인 디스플레이부에서 선택된 메뉴에 근거하여 무인 선박의 항해관련정보를 각각 표시하는 복수의 서브 디스플레이부로 구성될 수 있다.
복수의 서브 디스플레이부는 제 1 내지 제 5 디스플레이부를 포함한다.
제 1 디스플레이부는 모니터링 화면 중에서 선택된 무인 선박의 전자해도 상의 위치와 항해정보를 표시하고, 제 2 디스플레이부는 선박의 속도 및 각도를 조정할 수 있는 UI를 표시하고, 제 3 디스플레이부는 상술된 장애물 회피부(51)의 온/오프상태와 해당 장애물 회피부(51)의 동작상태, 상술된 가혹환경 회피부(52)의 온/오프상태와 해당 가혹환경 회피부(52)의 동작상태, 상술된 최적경로 생성부(53)의 온/오프상태와 해당 최적경로 생성부(53)의 동작상태를 표시하고, 제 4 디스플레이부는 항해 경로별 날짜와 시간별로 표시하고, 제 5 디스플레이부는 가혹환경 가능성 영역을 표시한다.
컨트롤러는 메인 디스플레이부의 모니터링 화면상에서 하나의 무인 선박이 선택되면 선택된 무인 선박에 대한 항해관련정보를 제 1 내지 제 5 디스플레이부상에 표시되도록 하거나, 메인 디스플레이부의 모니터링 화면상에서 제 1 내지 제 5 디스플레이부에 수집되는 복수의 무인 선박에 항해관련정보를 선택적으로 표시되도록 할 수도 있다. 즉, SCC(60) 내에 위치하는 선원의 요청에 따라 제 1 내지 제 5 디스플레이부상에 복수의 무인 선박별 모니터링이 필요한 메뉴에 대한 결과를 표시할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 자율항해시스템(50)은 센서 시스템(10), AIS(20) 및 ARPA(30)으로부터 선박 관련 데이터를 수신한다(S1). 선박 관련 데이터는 센서 시스템(10)으로부터 감지된 무인 선박의 외부환경정보, AIS(20)로부터 수신된 무인 선박의 주변에 위치하는 타선박의 정보, 그리고 ARPA(30)로부터 감지된 무인 선박의 주변에 존재하는 장애물과의 거리정보를 포함한다.
자율항해시스템(50)은 수신된 선박 관련 데이터와, 출발지 정보 및 도착지 정보를 이용하여 무인 선박의 항해 경로를 생성한다(S3).
자율항해시스템(50)은 생성된 항해 경로를 따라 무인 선박의 자율 항해를 제어한다(S5).
이하에서는 무인 선박의 항해를 안정적으로 제어하기 위한 방법을 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템의 장애 회피용 항해 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템의 가혹환경 회피용 항해 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인 선박의 항해 시스템의 최적경로 추적용 항해 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.
도 4를 참조하면 자율항해시스템(50)에 포함된 장애물 회피부(51)는 센서 시스템(10), AIS(20) 및 ARPA(30)로부터 선박 관련 데이터를 수신한다(S11). 선박 관련 데이터는 센서 시스템(10)으로부터 감지된 무인 선박의 외부환경정보, AIS(20)로부터 수신된 무인 선박의 주변에 위치하는 타선박의 정보, 그리고 ARPA(30)로부터 감지된 무인 선박의 주변에 존재하는 장애물과의 거리정보를 포함한다.
장애물 회피부(51)는 수신된 선박 관련 데이터를 기반으로 미리 설정된 모니터링 범위내에 장애물이 존재하는지 여부를 판단한다(S13). 미리 설정된 모니터링 범위는 모니터링 단계, 경고 단계 및 위험 단계로 정해지고, 각 단계별로 무인 선박과의 거리가 미리 정해져 있다.
상기 S13 단계의 판단결과, 미리 설정된 모니터링 범위내에 장애물이 존재하지 않는 경우, 장애물 회피부(51)는 상술된 S11 단계로 프로세스를 이동하여 선박 관련 데이터를 수집한다.
상기 S13 단계의 판단결과, 미리 설정된 모니터링 범위내에 장애물이 존재하는 경우, 장애물 회피부(51)는 장애물과의 거리정보를 기준으로 모니터링 범위내에 존재하는 장애물과의 거리가 모니터링 단계, 경고 단계 및 위험 단계 중 어느 단계에 포함되는지 여부를 판단한다(S15).
상기 S15 단계의 판단결과, 장애물과의 거리가 모니터링 단계 및 경고 단계에 포함되는 경우, 장애물 회피부(51)는 상술된 S11 단계로 프로세스를 이동하여 선박 관련 데이터를 수집한다. 다만, 경고 단계로 포함된 경우 장애물 회피부(51)는 경고를 알리는 경고신호와 해당 무인 선박의 식별정보를 SCC(60)로 보낸다. SCC(60)는 장애물 회피부(51)로부터 수신된 경고신호에 반응하여 미리 설정된 경고알림방식에 따라 복수의 디스플레이부에 표시하거나, 무인 선박의 식별정보를 표시하는 특정 디스플레이부에 표시하거나, 또는 디스플레이부상에 표시함과 동시에 경고알림음도 함께 출력할 수도 있다. 경고알림방식은 점멸방식이거나 빨간색 화면으로 표시하는 방식 등이 채택될 수 있으나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.
상기 S15 단계의 판단결과, 장애물과의 거리가 위험단계에 포함되는 경우, 장애물 회피부(51)는 장애물의 항해 경로와 무인 선박의 항해 경로를 비교하여 충돌 위험을 예측한다(S17). 이때 예측되는 위험은 장애물과의 충돌 예측시간일 수 있다.
장애물 회피부(51)는 예측된 충돌 위험을 기준으로 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단한다(S19). 충돌가능성이 있는지 여부는 장애물의 속도와 장애물과의 거리를 가지고 판단한다. 장애물 회피부(51)는 사용자에 의해 설정된 모니터링범위 또는 미리 설정되어 있는 모니터링범위내에 장애물이 위치한 경우 충돌 가능성 여부를 판단할 수 있다.
상기 S19 단계의 판단결과, 충돌 가능성이 없는 경우, 장애물 회피부(51)는 상술된 S11 단계로 프로세스를 이동하여 선박 관련 데이터를 수집한다.
상기 S19 단계의 판단결과, 충돌 가능성이 있는 경우, 장애물 회피부(51)는 장애물의 항해 경로와 무인 선박의 항해 경로를 미리 정해진 가이드라인, 즉 IMO 규정(COLREG)에 따라 충돌상황을 결정한다(S21). 미리 정해진 가이드라인은 무인 선박에 접근하여 오는 다른 선박의 컴퍼스 방위가 감지할 수 있는 정도로 변경하지 않거나, 무인 선박에 접근하여 오는 다른 선박의 컴퍼스 방위가 감지할만한 변화가 나타나는 경우일지라도 최대형 선박 도는 피예인선열에 접근하거나 또는 다른 선박에 가까운 거리에 접근하는 때에 충돌의 가능성, 즉 충돌 위험이 있는 것으로 판단한다.
장애물 회피부(51)는 결정된 충돌상황에 적용된 가이드 라인에 의거하여 장애물 회피용 항해 경로를 생성한다(S23). 즉, 충돌 가능성이 있는 경우 장애물 회피부(51)는 미리 정해진 규정에 따라 무인 선박이 유지선이 될지 또는 피항선이 될지를 판단하고, 피항선일 경우에 상술된 규정에 따른 장애물 회피용 항해 경로를 생성할 수 있다.
결정된 충돌 상황에 적용되는 가이드 라인은 2척의 범선이 서로 접근할 때 충돌 가능성을 내포한 경우에는 그중의 한 범선이 다른 범선의 진로를 피해야 하는 규정, 더 구체적으로 바람을 받고 있는 선박이 다른 선박의 진료를 피해야 하는 규정, 양선박이 같은 현에 바람을 받고 있는 경우 바람 불어오는 쪽의 선박이 바람 불어가는 쪽의 선박의 진료를 해야 하는 규정이 있고, 다른 선박을 추월하고 있는 모든 선박은 추월 당하고 있는 선박의 진로를 피해야 하는 규정, 2척의 동력선이 서로 진로를 횡단할 경우에 충돌의 가능성을 내포하는 때에는, 다른 선박을 자선의 우현쪽에 두고 있는 선박이 다른 선박의 진로를 피해야 하는 규정, 피항선의 경우 다른 선박의 진로를 피하여야 할 모든 선박은 다른 선박으로부터 충분히 떨어지도록 가능한 한 조기에 큰 동작을 취해야 하는 규정, 유지선의 경우 두척의 선박중에서 한척이 다른 선박의 진로를 피하여야 할 경우에 그 다른 선박은 그의 침로와 속력을 유지해야 하는 규정 등이 있다.
다음, 장애물 회피부(51)는 생성된 회피용 항해 경로내에 장애물과의 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단한다(S25). 즉, 장애물 회피부(51)는 충돌 예측되는 장애물을 피해 생성된 회피용 항해 경로와 근접한 위치에 타선박 또는 암초 등과 같은 장애물과의 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단한다.
상기 S25 단계의 판단결과, 충돌 가능성이 있는 경우 장애물 회피부(51)는 상술된 S21 단계로 프로세스를 이동하여 회피용 항해 경로내에 충돌 가능성이 있는 장애물의 항해정보와 무인 선박의 항해정보를 상술된 가이드라인에 따라 충돌 상황을 판단한다.
상기 S25 단계의 판단결과, 충돌 가능성이 없는 경우 장애물 회피부(51)는 생성된 회피용 항해 경로를 따라 무인 선박의 자율 항해를 제어한다(S27).
이렇게 함으로써, 무인 선박내 선원이 없이도 장애물을 안정적으로 회피한 항해 경로를 따라 안전한 자율 항해를 가능하게 지원할 수 있다.
이하에서는 가혹환경에서 무인 선박의 항해 제어 방법을 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면 자율항해시스템(50)에 포함된 가혹환경 회피부(52)는 무인 선박내 설치된 센서로부터 외부환경정보를 수신한다(S51). 여기서 외부환경정보는 날씨 측정 센서를 통해 측정된 날씨정보일 수 있다.
가혹환경 회피부(52)는 수신된 외부환경정보와 미리 정의된 가혹환경조건을 비교하여 날씨정보가 미리 정해진 가혹환경정보에 포함되는지 여부를 판단한다(S53).
상기 S53 단계의 판단결과, 수신된 외부환경정보가 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되지 않는 경우 가혹환경 회피부(52)는 무인 선박의 항해 경로를 따라 자율 운항되도록 제어한다(S54).
상기 S53 단계의 판단결과, 수신된 외부환경정보가 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되는 경우 가혹환경 회피부(52)는 무인 선박의 속도, 방향, 또는 속도 및 방향을 조절한다(S55).
가혹환경 회피부(S53)는 조절된 무인 선박의 속도, 방향 또는 속도 및 방향에 따라 무인 선박의 자율 항해를 제어한다(S57).
이렇게 함으로써 가혹환경에서 무인 선박의 속도, 방향 또는 속도 및 방향을 조절하여 무인 선박의 안전한 자율 운항을 가능하게 할 수 있다.
이하는 최소연료소비율을 가지는 최적경로를 생성하는 무인 선박의 항해 제어 방법을 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 자율항해시스템(50)에 포함된 최적경로 생성부(53)는 출발지 정보와 도착지 정보를 수신한다(S71). 출발지 정보에는 출발 날짜, 출발 위치 및 출발 시간 등이 포함되고, 도착지 정보는 도착 날짜, 도착 위치 및 도착 시간 등이 포함된다. 출발지 정보와 도착지 정보는 SCC(60)로부터 입력되어 자율항해시스템(50)에서 수신하거나 무인 선박내 자율항해시스템(50)에 직접 입력할 수도 있다.
최적경로 생성부(53)는 출발지에서부터 도착지쪽으로 방향성을 갖는 일정한 거리의 여러개의 중간점을 생성한다(S73).
최적경로 생성부(53)는 생성된 여러개의 중간점별 날씨정보를 수집한다(S75). 이때 날씨정보는 전세계의 날씨정보를 제공하는 날씨정보 제공서버(미도시)를 통해 수신할 수도 있다.
최적경로 생성부(53)는 수집된 날씨정보와 무인 선박의 특성을 이용하여 생성된 여러개의 중간점들의 안정성과 연료소비량을 계산한다(S77). 안정성은 수집된 중간점의 날씨정보가 미리 정해진 가혹환경조건에 포함되지 않고, 안정성이 확보되도록 조종각도 및 속도로 운항되도록 하는 선박의 조종 성능을 포함한다. 연료소비량은 선박의 길이를 고려하여 엔진의 출력과 선박의 속도와의 관계를 이용하여 계산된다. 엔진의 출력과 선박의 속도는 무인 선박의 건조될때 정해진 스펙에 포함되어 있다.
최적경로 생성부(53)는 계산된 안정성과 연료 소비량에 따라 안정성이 보장되는 최소 연료 소비량의 중간점을 선택한다(S79).
최적경로 생성부(53)는 선택된 중간점으로부터 일정한 거리의 중간점을 생성하여 도착지까지의 중간점들로 최적 항해 경로를 생성한다(S81).
최적경로 생성부(53)는 생성된 최적 항해 경로로 무인 선박이 추종되도록 자율 항해를 제어한다(S83).
이렇게 함으로써 출발지와 도착지 사이의 항해 경로에서 가혹환경을 피해 무인선박의 안정성이 확보되면서 연료소비량이 적은 최적 항해 경로로 자율 운항을 제어할 수 있어 연료소비율을 줄일 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 : 센서 시스템 20 : AIS
30 : ARPA 40 : 정보처리모듈
50 : 자율 항해 시스템 51 : 장애물 회피부
52 : 가혹환경 회피부 53 : 최적경로 생성부
54 : 경로 추적부 60 : SCC
70 : AES 80 : 방향타 장치
30 : ARPA 40 : 정보처리모듈
50 : 자율 항해 시스템 51 : 장애물 회피부
52 : 가혹환경 회피부 53 : 최적경로 생성부
54 : 경로 추적부 60 : SCC
70 : AES 80 : 방향타 장치
Claims (19)
- 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물 및 해당 무인 선박의 외부환경을 감지하는 센서 시스템; 및
상기 센서 시스템으로부터 감지된 외부환경정보와, 외부로부터 수신된 무인 선박의 주변의 타선박 정보와, 상기 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물과의 거리 정보를 근거로 하여 생성된 항해 경로를 따라 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 자율 항해 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 자율 항해 시스템은 상기 센서 시스템으로부터 감지된 무인 선박의 외부환경정보와, 선박 자동 식별 장치로부터 수신된 상기 타선박 정보와, 선박 자동 충돌 예방 장치로부터 수신된 상기 거리정보를 이용하여 상기 무인 선박과 장애물간의 충돌 위험을 예측하고, 상기 무인 선박과 장애물 간의 충돌 가능성이 있는 경우 상기 충돌 예측된 장애물을 회피하도록 회피용 항해 경로를 생성하는 장애물 회피부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 자율 항해 시스템은 상기 외부환경정보가 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되는 경우 상기 무인 선박의 속도, 방향, 또는 속도 및 방향을 조절하는 가혹환경 회피부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 자율 항해 시스템은 상기 무인 선박의 출발지 정보와 도착지 정보를 이용하여 생성된 항해 경로별 날씨정보를 수집하여 정해진 운항 시간 동안 연료소비율이 가장 낮은 최적 항해 경로를 생성하는 최적경로 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 무인 선박은 선택적으로 원격 조정 통제 센터에 의해 항해 제어를 받으며,
상기 원격 조정 통제 센터는 상기 무인 선박의 항해상태를 감시하는 감시 모드, 상기 자율 항해 시스템으로부터 비정상신호가 수신되는 경우 경고를 알리는 주시 모드 및 상기 무인 선박의 원격 조정을 위한 조종 모드 중 어느 하나의 모드를 동작모드로 구동되는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 자율 항해 시스템과 상기 원격 조정 통제 센터의 항해 경로는 동기화되는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 원격 조정 통제 센터는 상기 무인 선박의 항해 관련 정보를 표시하는 복수의 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템. - 청구항 7에 있어서,
상기 복수의 디스플레이부는 한 화면상에 미리 구획된 복수의 영역에 관리 대상인 복수의 무인 선박별 모니터링 화면을 각각 제공하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템. - 청구항 8에 있어서,
상기 모니터링 화면은 복수의 무인 선박별로 무인 선박의 식별정보를 표시하고, 상기 무인 선박의 위치 및 주변 장애물을 표시하는 메뉴, 상기 무인 선박의 항해 경로를 표시하는 메뉴, 상기 무인 선박의 속도 및 방향을 조절하는 메뉴, 장애물 회피를 위한 메뉴, 가혹환경 회피를 위한 메뉴, 및 경로추적을 위한 메뉴를 제공하는 것을 특징으로 하는 선박의 항해 시스템. - 청구항 9에 있어서,
상기 복수의 디스플레이부는 상기 모니터링 화면 중에서 선택된 무인 선박의 전자해도상의 위치와 항해정보를 표시하는 제 1 디스플레이부, 선박의 속도 및 방향을 조정할 수 있는 제 2 디스플레이부, 상기 자율 항해 시스템의 장애물 회피부의 온/오프 상태와 해당 장애물 회피부의 동작 상태, 가혹 환경 회피부의 온/오프 상태와 해당 가혹 환경 회피부의 동작상태, 추적경로 생성부의 온/오프상태와 해당 추적경로 생성부의 동작상태를 표시하는 제 3 디스플레이부, 상기 항해 경로를 날짜와 시간별로 표시하는 제 4 디스플레이부, 가혹환경 가능성 영역을 표시한 제 5 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 항해 시스템. - 센서 시스템으로부터 감지된 무인 선박의 외부환경정보와, 외부로부터 수신된 무인 선박의 위치를 포함하는 운항 정보와, 상기 무인 선박의 주변에 위치하는 장애물과의 거리 정보를 수신하는 단계;
상기 수신된 외부환경정보, 운항정보 및 거리정보를 근거로 하여 상기 무인 선박의 항해 경로를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 항해 경로를 따라 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 수신하는 단계 이후에,
상기 센서 시스템으로부터 감지된 무인 선박의 외부환경정보와, 선박 자동 식별 장치로부터 수신된 상기 운항정보와, 선박 자동 충돌 예방 장치로부터 수신된 상기 거리정보를 이용하여 상기 무인 선박과 장애물간의 충돌 위험을 예측하는 단계를 더 포함하고,
상기 생성하는 단계는
상기 무인 선박과 장애물 간의 충돌 가능성이 있는 경우 상기 충돌 예측된 장애물을 회피하도록 회피용 항해 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 수신하는 단계 이후에,
상기 수신된 외부환경정보가 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
상기 제어하는 단계는
상기 판단하는 단계의 판단결과 상기 수신된 외부환경정보가 상기 가혹환경조건에 포함되는 경우 상기 무인 선박의 속도, 방향, 또는 속도 및 방향을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 수신하는 단계는
상기 무인 선박의 출발지 정보와 도착지 정보를 수신하고,
상기 생성하는 단계는
상기 수신된 출발지와 도착지쪽으로 방향성을 갖는 일정한 거리의 여러개의 중간점을 생성하는 단계;
상기 생성된 여러개의 중간점별 날씨정보를 수집하는 단계;
상기 수집된 날씨정보와 상기 무인 선박의 특성을 이용하여 생성된 여러개의 중간점의 안정성 및 연료 소비량을 계산하는 단계;
상기 계산된 여러개의 중간점의 안정성 및 연료 소비량에 따라 안정성이 보장되는 최소 연료 소비량의 중간점을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 중간점으로부터 일정한 거리의 중간점을 생성하여 상기 도착지까지의 중간점들로 항해 경로를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법. - 무인 선박의 선박 관련 데이터를 수집하는 단계;
상기 수집된 선박 관련 데이터를 기반으로 미리 설정된 모니터링 범위내에 장애물이 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 장애물이 존재하는 경우 상기 장애물의 항해 경로와 상기 무인 선박의 항해 경로를 비교하여 충돌 위험을 예측하는 단계; 및
상기 예측된 충돌 위험을 근거로 하여 충돌 가능성이 있는 경우 미리 정해진 규정에 따라 상기 무인 선박이 유지선이 될지 또는 피항선이 될지를 판단하고, 피항선일 경우에 상기 규정에 따른 회피경로를 생성하고, 생성된 회피용 항해 경로로 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 제어하는 단계는
상기 생성된 회피용 항해 경로 내에 장애물과의 충돌 가능성이 있는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법. - 무인 선박에 설치된 센서를 통해 외부환경정보를 수신하는 단계;
상기 수신된 외부환경정보가 미리 정의된 가혹환경조건에 포함되는지 여부를 판단하는 단계;
상기 판단하는 단계의 판단결과, 상기 수신된 외부환경정보가 상기 가혹환경조건에 포함되는 경우 상기 무인 선박의 속도, 방향, 또는 속도 및 방향을 조절하는 단계; 및
상기 조절된 무인 선박의 속도, 방향, 또는 속도 및 방향에 따라 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 가혹환경조건은 IMO에서 권고한 위험조건이고,
상기 위험조건은 상기 무인 선박의 특성과 기상 조건의 조합인 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법. - 무인 선박의 출발지 정보와 도착지 정보를 수신하는 단계;
상기 수신된 출발지와 도착지쪽으로 방향성을 갖는 일정한 거리의 여러개의 중간점을 생성하는 단계;
상기 생성된 여러개의 중간점별 날씨정보를 수집하는 단계;
상기 수집된 날씨정보와 상기 무인 선박의 특성을 이용하여 생성된 여러개의 중간점의 안정성 및 연료 소비량을 계산하는 단계;
상기 계산된 여러개의 중간점의 안정성 및 연료 소비량에 따라 안정성이 보장되는 최소 연료 소비량의 중간점을 선택하는 단계;
상기 선택된 중간점으로부터 일정한 거리의 중간점을 생성하여 상기 도착지까지의 중간점들로 항해 경로를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 항해 경로로 상기 무인 선박의 자율 항해를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 선박의 항해 시스템을 이용한 항해 제어 방법.
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