KR20180081979A

KR20180081979A - 자율 운항선 충돌방지 시스템

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Publication number: KR20180081979A
Application number: KR1020170002961A
Authority: KR
Inventors: 황태규; 추진훈; 이규명; 권욱; 김성규; 윤종수; 권성용; 김정환
Original assignee: 재단법인한국조선해양기자재연구원
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-07-18

Abstract

본 발명은 자율 운항선 충돌 방지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자율 운항이나 원격제어되는 자율 운항선(USV)에서 해상의 선박이나 장애물을 효율적으로 감지하여 충돌을 방지할 수 있기 위한 자율 운항선 충돌방지 시스템에 관한 것이다.
본 발명에서 제안하는 AIS 및 레이더가 탑재된 자율 운행하는 자율 운항선에 대한 충돌방지 시스템은 AIS로부터 인근 선박 정보를 수집하는 제1 정보수집부와, 제1 정보수집부에서 수집된 선박 중 자선과 설정 거리 내 선박의 경로를 산출하는 제1 정보산출부와, 제1 정보산출부에서 산출된 선박의 이동 경로가 자선과 충돌 가능한지 선별하는 제1 정보선별부와, 레이더로부터 인근 이동체 및 고정체 정보를 수집하는 제2 정보수집부와, 제2 정보수집부에서 수집된 이동체 및 고정체의 위치나 경로를 산출하는 제2 정보산출부와, 제2 정보산출부에서 산출된 이동체 및 고정체의 경로나 위치가 자선과 충돌 가능한지 선별하는 제2 정보선별부와, 제1 및 제2 정보선별부에 따른 상기 선박, 이동체 및 고정체가 자선과 충돌 가능 경로에 있는지 종합적으로 판단하는 종합판단부와, 및 종합판단부의 충돌 가능 신호에 따라 자선의 경로를 수정하고 경보를 발생시키는 충돌방지반응부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자율 운항선 충돌방지 시스템{Autonomous vessel collision avoidance system}

본 발명은 자율 운항선 충돌 방지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자율 운항이나 원격제어되는 운항선에서 해상의 선박이나 장애물을 효율적으로 감지하여 충돌을 방지할 수 있기 위한 자율 운항선 충돌방지 시스템에 관한 것이다.

충돌, 좌초 등과 같은 위험 상황 인식 및 회피 동작에 대한 연구는 그간 여러 사람에 의해서 이루어져 왔다. 하지만, 이와 같은 연구에 있어서 언제나 결정적인 문제가 있었는데 그것은 위험 판단 및 행동 결정을 위한 상황 정보를 어떤 방법으로 획득하는가 하는 것이다.

이전에는 선박에서 주변 상황에 대한 정보, 특히 타 선박의 행동에 대한 정보를 얻을 수 있는 방법으로는 레이더와 운항자에 의한 목측 및 음성 통신이 유일했다. 레이더를 통해서 얻는 정보는 오로지 선박 주변의 움직이는 물표들에 대한 것으로 그것이 다른 선박인지 아니면 잡음인지, 또 다른 선박이라면 어떤 종류의 선박인지 등에 대한 판단은 오로지 운항자의 경험과 목측에 의존할 수밖에 없었다.

또한, 측심 장비를 이용하여 현재의 수심을 읽을 수는 있지만 주변 해역의 수심 정보는 오로지 운항자가 종이 해도를 해석하는 방법에 의해서만 얻을 수 있었다.

그러나 근래에 들어 전자 기술 및 컴퓨터 기술의 급격한 발달과 더불어 전에는 군사 기술로만 취급되던 레이더 신호를 컴퓨터 데이터로 변환하는 장비인 RSC(Radar Scan Converter)가 저가로 시장에 나오게 되었으며 운항 중에 사람의 개입 없이 선박 간의 운항 정보를 실시간으로 자동 교환하는 선박 자동식별장치(AIS, Automatic Identification System), 종이 해도를 완전히 컴퓨터 내부의 데이터베이스로 바꾸고 이를 활용할 수 있게 한 전자 해도(ENC, Electronic Navigational Chart) 등에 대한 국제적인 표준화가 이루어졌다. 또한, 미국이 개발하여 전세계적으로 많이 사용 중인 인공위성항법장비(GPS, Global Positioning System)에 의하여 실시간으로 자선의 위치를 쉽게 파악할 수 있게 되었으며 인공 위성을 이용한 데이터 통신도 저가로 일상적으로 수행할 수 있는 환경이 갖추어 졌다.

참고로, 선박 자동식별장치(AIS: Automatic Identification System, 이하, "AIS"라 함)는 선박의 위치, 침로, 속력 등 항해 정보를 실시간으로 제공하는 첨단 장치이다. 즉, AIS는 해상에서 선박의 충돌을 방지하기 위한 장치로서, 국제해사기구(IMO)가 추진하는 의무 사항이며, 선박 자동 식별 장치(AIS)가 도입되면 주위의 선박을 인식할 수 없는 경우에도 타선의 존재와 진행 상황 판단이 가능하고, 시계가 좋지 않은 경우에도 선명ㆍ침로ㆍ속력 식별이 가능하여 선박 충돌 방지, 광역 관제, 조난 선박의 수색 및 구조 활동 등 안전 관리를 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.

AIS 장비에는 기본적으로 자판이 없지만 개인용 컴퓨터(전자해도)와도 연동이 가능하고 기본적으로 충돌예방을 위한 간단한 단문의 통신 기능이 내장되어 있다.

또한, 해상에서 선박의 충돌을 방지하기 위하여 자선의 침로, 속력, 위치 등의 정보를 타선에 제공하고 타선의 기본 항해정보를 실시간 검색할 수 있으며 이러한 정보를 바탕으로 해상교통관제 시스템(Vessel Traffic Service; VTS)에서 통제를 한다.

선박 자동식별장치의 최소키보드와 표시장치(Minimum Keyboard and Display)에 내장하여 송·수신되는 모든 정보자료를 전자 해도 상에 중첩 작도하여 표시하도록 함으로써 선박의 왕래가 빈번한 항계 내에서 항해자가 신속한 판단을 할 수 있게 하여 해상충돌 및 사고예방과 효과적인 해상교통관리가 가능하다.

그런데 현재 국내에서 일어나고 있는 해난 사고의 약 80%가 인적 과실에 의해 발생하고 있으며 어선을 제외한 경우에는 전체 사고의 70%가 충돌 및 좌초이다. 특히 운항 과실에 의한 사고는 주로 충돌 예방 규칙 등의 항법 미준수, 전방경계 소홀 및 부적절한 조선 기술 등과 같이 운항자의 상황 인식과 대처가 늦어서 발생하는 경우가 대부분이다.

이전까지의 해상에서의 위험 상황 인식은 전적으로 운항자 개인에게 의존하는 형태를 취하고 있다. 물론 선박용 레이더에는 상대방 선박을 추적하고 일정한 거리 내에 들어오면 경고를 발하는 기능이 존재하긴 하지만 이 경우에도 운항자가 레이더 화면에 나타난 여러 가지 물표들 중에서 추적할 상대방 선박을 정확히 지적하는 경우에만 작동하는 기능이므로 결국은 운항자 개인의 상황 인식에만 의존한다고 할 수 있다.

이와 같이 운항자의 상황 인식에 대한 집중력 저하로 해난사고가 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점에 대해서 자율 운항선을 적용하여 해결하고자 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자율 운항선은 미국, 일본, EU 등 선진국 중심으로 국가차원에서의 적극적 지원 하에 기술개발이 이루어지고 있다. 개발되고 있는 자율 운항선의 용도는 정찰, 전투, 소해 등 국방분야에서부터 해양조사, 순찰, 수색구조, 오염방제 등 다양하여, 2019년까지 세계 자율 운항선 시장은 연간 약 103억달러로 성장할 것으로 예측되고 있다(Visiongain, 2009).

보통 이러한 자율 운항선은 장시간 해상 감시와 관측할 수 있고, 해상 풍향과 기온, 수온 등 기상 예보에 필요한 과학적 자료를 수집할 수도 있고 불법 어로 감시, 해안선 감시를 할 수도 있다.

한국 특허등록번호 제10-0352346호, 발명의 명칭 '인공지능형 충돌, 좌초 예방 시스템' (등록일자 2002.08.29.)

본 발명은 상기한 문제점 및 필요성에 의해서 창출된 것으로, AIS 및 레이더가 탑재된 자율 운항 또는 원격제어되는 운항선에서 해상의 선박이나 장애물을 효율적으로 감지하여 충돌을 방지할 수 있는 자율 운항선 충돌방지 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서 제안하는 AIS 및 레이더가 탑재된 자율 운행하는 자율 운항선에 대한 충돌방지 시스템은 AIS로부터 인근 선박 정보를 수집하는 제1 정보수집부와, 제1 정보수집부에서 수집된 선박 중 자선과 설정 거리 내 선박의 경로를 산출하는 제1 정보산출부와, 제1 정보산출부에서 산출된 선박의 이동 경로가 자선과 충돌 가능한지 선별하는 제1 정보선별부와, 레이더로부터 인근 이동체 및 고정체 정보를 수집하는 제2 정보수집부와, 제2 정보수집부에서 수집된 이동체 및 고정체의 위치나 경로를 산출하는 제2 정보산출부와, 제2 정보산출부에서 산출된 이동체 및 고정체의 경로나 위치가 자선과 충돌 가능한지 선별하는 제2 정보선별부와, 제1 및 제2 정보선별부에 따른 상기 선박, 이동체 및 고정체가 자선과 충돌 가능 경로에 있는지 종합적으로 판단하는 종합판단부와, 및 종합판단부의 충돌 가능 신호에 따라 자선의 경로를 수정하고 경보를 발생시키는 충돌방지반응부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, AIS 및 레이더로부터 선박, 이동체 및 고정체를 파악하여 충돌 위험이 예측하고 경로를 수정하여 회피할 수 있는 이점이 있다.

또한, 종합판단부의 충돌 가능 신호에 따라 자율 운항선의 경로를 수정할 수 있어 충돌을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 자율운행 모드를 그대로 유지할 것인지 원격제어 모드로 전환할 것인지 종합판단부의 판단에 따라 선택적으로 제어할 수 있는 이점이 있다.

또한, 자율 운항선을 이용하므로 해상 사고로 인한 인명 피해가 없는 이점이 있다.

도 1은 자율 운항선을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 발명이 제안하는 AIS를 이용한 인근 선박 정보 회득 개념도이다.
도 3은 본 발명이 제안하는 AIS를 이용한 설정 범위 내의 선박 선택 및 이동 경로 파악 개념도이다.
도 4는 본 발명이 제안하는 AIS를 이용한 자율 운항선과 경로가 겹치는 선박 선별 개념도이다.
도 5는 본 발명이 제안하는 레이더를 이용한 주변 이동체 및 고정체 정보 인식 개념도이다.
도 6은 본 발명이 제안하는 레이더를 이용한 이동체 경로 추적 미 고정체 인식 개념도이다.
도 7은 능동 레이더 증폭기를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 자율 운항선 충돌방지 시스템을 나타낸 블록이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명이 제안하는 AIS를 이용한 인근 선박 정보 회득 개념도이고, 도 3은 본 발명이 제안하는 AIS를 이용한 설정 범위 내의 선박 선택 및 이동 경로 파악 개념도이며, 도 4는 본 발명이 제안하는 AIS를 이용한 자율 운항선과 경로가 겹치는 선박 선별 개념도이다.

본 발명에서 제안하는 자율 운항선은 AIS 장비를 탑재한 무인으로 자동 항해 가능한 선박이고, AIS정보를 이용한 자율 회피 개념은 다음과 같다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, AIS로부터 인근 선박 정보를 수집한다.

여기서, AIS(Automatic Identification System, 선박 자동식별장치)는 선박의 위치, 침로, 속력 등 항해 정보를 실시간으로 제공하는 첨단 장치이다. 즉, AIS는 해상에서 선박의 충돌을 방지하기 위한 장치로서, 국제해사기구(IMO)가 추진하는 의무 사항이며, 선박 자동 식별 장치(AIS)가 도입되면 주위의 선박을 인식할 수 없는 경우에도 타선의 존재와 진행 상황 판단이 가능하고, 시계가 좋지 않은 경우에도 선명ㆍ침로ㆍ속력 식별이 가능하여 선박 충돌 방지, 광역 관제, 조난 선박의 수색 및 구조 활동 등 안전 관리를 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 수집된 선박 중 설정 거리 이내의 선박 위치 및 경로 추정한다. 이때, 자율 운항선이 회피 가능한 범위를 기준으로 거리를 설정하고, AIS 수신 시간별 선박의 위치를 파악하여 이동방향과 선수 위치를 고려하여 속도에 따른 이동 경로 예측하여 추정한다.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 자율 운항선과 이동 경로가 겹치는 선박들을 선별한다.

다음, 선별된 선박과 충돌위험이 있는 경로를 우회하도록 제어한다.

도 5는 본 발명이 제안하는 레이더를 이용한 주변 이동체 및 고정체 정보 인식 개념도이고, 도 6은 본 발명이 제안하는 레이더를 이용한 이동체 경로 추적 미 고정체 인식 개념도이며, 도 7은 능동 레이더 증폭기를 예시적으로 도시한 도면이다.

본 발명에서 제안하는 자율 운항선은 레이더를 이용하여 다음과 같은 개념을 적용한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 레이더로부터 인근 이동체 및 고정체 정보를 수집한다.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 수집된 이동체 및 고정체의 위치 및 경로 추정한다. 이때, 레이다 수신 시간별 이동체의 위치를 파악하여 이동방향 따른 이동 경로 및 속도 예측하여 경로를 추정한다.

다음, 자율 운항선과 이동 경로가 겹치는 이동체를 선별한다.

다음, 선별된 이동체 및 고정체와 충돌위험이 있는 경로를 우회하도록 제어한다. 여기서, 충돌 예상시 상황에 따라 도 7에 도시된 바와 같은 능동 레이더 증폭기(Active Radar Reflector)를 작동시킨다.

도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 자율 운항선 충돌방지 시스템을 나타낸 블록이다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 통제센터에 의해 원격제어 또는 자율 운행되는 AIS 및 레이더가 탑재된 자율 운항선에 대한 충돌방지 시스템(100)은, 상기 AIS(110)로부터 인근 선박 정보를 수집하는 제1 정보수집부(111)와, 상기 제1 정보수집부(111)에서 수집된 선박 중 상기 자율 운항선인 자선(自船)과 설정 거리 내 선박의 경로를 산출하는 제1 정보산출부(113)와, 상기 제1 정보산출부(113)에서 산출된 선박의 이동 경로가 자선(自船)과 충돌 가능한지 선별하는 제1 정보선별부(115)와, 상기 레이더로(120)부터 인근 이동체 및 고정체 정보를 수집하는 제2 정보수집부(121)와, 상기 제2 정보수집부(121)에서 수집된 이동체 및 고정체의 위치나 경로를 산출하는 제2 정보산출부(123)와, 상기 제2 정보산출부(123)에서 산출된 이동체 및 고정체의 위치나 경로가 자선(自船)과 충돌 가능한지 선별하는 제2 정보선별부(125)와, 상기 통제센터(200)와 송수신하는 통신부(130)와, 상기 제1 및 제2 정보선별부(115, 125)에 따른 상기 선박, 이동체 및 고정체가 자선(自船)과 충돌 가능 경로에 있는지 종합적으로 판단하는 종합판단부(140)와, 및 상기 종합판단부(140)의 충돌 가능 신호에 따라 자선(自船)의 경로를 수정하고 경보를 발생시키는 충돌방지반응부(150)를 포함한다.

또한, 종합판단부(140)는, AIS(110)로부터 입수된 선박 정보를 상기 이동체 및 고정체와 매칭시켜 선박코드, 선박 제원 등을 디스플레이하여 상기 통신부(130)를 통하여 상기 통제센터(200)에 송신하고, 상기 선박, 이동체 및 고정체가 자선과 충돌 가능 경로에 있는지 종합적으로 판단하여 신호를 생성한다.

또한, 충돌방지반응부(150)는, 상기 종합판단부(140)의 충돌 가능 신호에 따라 자선의 경로를 수정하는 경로조정부(151)와, 상기 종합판단부(140)의 충돌 가능 신호에 따라 경보등, 경보음 및 능동 레이더반사기(Active Radar Reflector)를 작동시키는 경보작동부(153)를 포함한다.

또한, 자율 운항선은 자율운행 프로그램으로 제어되는 자율운행 모드 또는 상기 통제센터에 의한 원격제어에 의해 제어되는 원격제어 모드로 운행하고, 긴급 상황시 원격제어 모드로 전환될 수 있다.

그럼, 본 발명에서 제안하는 자율 운항선 충돌방지 시스템(100)에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

제1 정보수집부(111)는 자율 운항선인 자선(自船) 주위를 항해하는 인근 선박 정보를 AIS(110)로부터 획득 수집한다.

이때 AIS(110)는 위성 통신 장비 등과 같은 데이터 통신 시스템에 적용되어 자동으로 필요한 통신 장비를 장착한 주변 다른 선박들의 선박코드 및 선박제원 등 운항 정보를 제공한다.

제1 정보산출부(113)는 제1 정보수집부(111)에서 수집된 선박 중 자율 운항선인 자선(自船)과 설정 거리 내 선박의 위치 및 경로를 산출한다. 여기서, 자율 운항선이 회피 가능한 범위를 기준으로 거리를 설정하고, AIS 수신 시간별 선박의 위치를 파악하여 이동방향과 선수 위치 등을 고려하여 속도에 따른 이동 경로 등을 예측하여 경로를 추정한다.

제1 정보선별부(115)는 제1 정보산출부(113)에서 산출된 선박의 이동 경로가 자선(自船)의 항해에 장애가 되는지 충돌 가능한지 선박을 선별한다.

제2 정보수집부(121)는 레이더로(120)부터 인근 이동체 및 고정체 정보를 수집한다. 이때, 레이더 신호 변환 장치(RSC)를 이용하여 컴퓨터에서 사용할 수 있는 데이터로 변환하고 이 데이터를 이용하여 자선 주위의 이동체 및 고정체에 대한 정보를 수집한다.

제2 정보산출부(123)는 제2 정보수집부(121)에서 수집된 이동체 및 고정체의 위치나 경로를 산출한다. 여기서, 레이더 수신 시간별 이동체 및 고정체의 위치를 파악하여 이동방향과 경로 등을 고려하여 속도에 따른 이동 경로 등을 예측하여 경로를 추정한다.

제2 정보선별부(125)는 제2 정보산출부(123)에서 산출된 이동체 및 고정체의 위치나 경로가 자선(自船)과 충돌 가능한지 선별한다.

통신부(130)는 통제센터(200)와 송수신하는 시스템으로 자율 운항선인 자선(自船)의 정보를 송신하고 통제센터(200)로부터 원격제어 신호를 수신하며, 위성으로부터 GPS정보를 송수신한다.

종합판단부(140)는 제1 및 제2 정보선별부(115, 125)에 따른 선박, 이동체 및 고정체가 자선(自船)과 충돌 가능 경로에 있는지 종합적으로 판단한다.

또한, 종합판단부(140)는 AIS(110)로부터 입수된 선박 정보를 상기 이동체 및 고정체와 매칭시켜 선박코드, 선박 제원 등을 디스플레이하여 통신부(130)를 통하여 통제센터(200)에 송신하고, 선박, 이동체 및 고정체가 자선과 충돌 가능 경로에 있는지 종합적으로 판단하여 신호를 생성한다.

종합판단부(140)는 위성(GPS)으로부터 얻어진 AIS정보 및 레이더를 이용하여 제1 및 제2 정보선별부(115, 125)에서 얻어진 정보를 토대로 주어진 상황의 충돌 위험도를 종합적으로 판단하여 결정한다.

만약 충돌 가능성이 판단되면 후술하는 충돌방지반응부(150)에 충돌 가능 제어 신호를 발생시킨다. 또한, 긴급 상황을 통제센터(200)에 정보를 송신한다.

또한, 긴급 상황을 수신한 통제센터(200)는 자율운행 모드를 그대로 유지할 것인지 원격제어 모드로 전환할 것인지 결정하여 종합판단부(140)에 신호를 송신한다.

종합판단부(140)는 판단 결과에 따라 자선(自船)을 제어한다.

충돌방지반응부(150)는 경로조정부(151) 및 경보작동부(153)를 포함하고, 종합판단부(140)의 충돌 가능 신호에 따라 자선(自船)의 경로를 수정하고 경보를 발생시킨다.

경로조정부(151)는 종합판단부(140)의 충돌 가능 신호에 따라 자율 운행 프로그램에 설정된 자선의 경로를 수정한다.

경보작동부(153)는 종합판단부(140)의 충돌 가능 신호에 따라 경보등, 경보음 및 능동 레이더증폭기(Active Radar Reflector) 등을 작동시킨다.

본 발명은 능동 레이더증폭기(Active Radar Reflector)를 적용하므로 자율 운항선 충돌 방지를 위한 효율적인 경보 기능을 높이도록 한다.

참고로, 경보등이나, 경보음 등은 종래 기술들을 사용하는 것이므로 상세한 언급은 생략한다.

한편, 자율 운항선은 자율운행 프로그램으로 제어되는 자율운행 모드 또는 상기 통제센터에 의한 원격제어에 의해 제어되는 원격제어 모드로 운행하고, 긴급 상황시 원격제어 모드로 전환될 수 있다.

따라서, 본 발명에서 제안하는 자율 운항선 충돌방지 시스템(100)은 다음과 같이 작동한다.

AIS로부터 자율 운항선인 자선(自船) 주위를 항해하는 인근 선박 정보를 제1 정보수집부(111)에서 수집하고, 제1 정보수집부(111)에서 수집된 선박 중 자율 운항선인 자선(自船)과 설정 거리 내 선박의 위치 및 경로를 제1 정보산출부(113)에서 산출하며, 제1 정보산출부(113)에서 산출된 선박의 이동 경로가 자선(自船)의 항해에 장애가 되는지 충돌 가능한지 선박을 제1 정보선별부(115)에서 선별한다.

또한, 레이더로(120)부터 인근 이동체 및 고정체 정보를 제2 정보수집부(121)에서 수집하고, 제2 정보수집부(121)에서 수집된 이동체 및 고정체의 위치나 경로를 제2 정보산출부(123)에서 산출하며, 제2 정보산출부(123)에서 산출된 이동체 및 고정체의 위치나 경로가 자선(自船)과 충돌 가능한지 제2 정보선별부(125)에서 선별한다.

한편, 통제센터(200)와 송수신하는 시스템으로 자율 운항선인 자선(自船)의 정보를 송신하고 통제센터(200)로부터 원격제어 신호를 수신하며, 위성으로부터 GPS정보를 송수신하는 통신부(130)를 구비한다.

제1 및 제2 정보선별부(115, 125)에 따른 선박, 이동체 및 고정체가 자선(自船)과 충돌 가능 경로에 있는지 종합판단부(140)에서 종합적으로 판단하여 결정한다.

여기서, 종합판단부(140)는 AIS(110)로부터 입수된 선박 정보를 이동체 및 고정체와 매칭시켜 선박코드, 선박의 제원 등을 디스플레이하여 통신부(130)를 통하여 통제센터(200)에 송신하고, 선박, 이동체 및 고정체가 자선과 충돌 가능 경로에 있는지 종합적으로 판단하여 신호를 생성하는데, 위성(GPS)으로부터 얻어진 AIS 및 레이더를 이용하여 제1 및 제2 정보선별부(115, 125)에서 얻어진 정보를 토대로 주어진 상황의 충돌 위험도를 종합적으로 판단하여 결정하고, 판단 결과에 따라 자선(自船)을 제어한다.

만약 충돌 가능성이 판단되면 충돌방지반응부(150)에 충돌 가능 제어 신호를 발생시키고, 긴급 상황을 통제센터(200)에 정보를 송신하며, 긴급 상황을 수신한 통제센터(200)는 자율운행 모드를 그대로 유지할 것인지 원격제어 모드로 전환할 것인지 결정하여 종합판단부(140)에 신호를 송신한다.

따라서, 종합판단부(140)의 충돌 가능 신호에 따라 충돌방지반응부(150)는 자선(自船)의 경로를 수정하고 경보를 발생시킨다.

이때, 충돌방지반응부(150)는 경로조정부(151) 및 경보작동부(153)를 포함하고, 경로조정부(151)는 종합판단부(140)의 충돌 가능 신호에 따라 자율 운행 프로그램에 설정된 자선의 경로를 수정하며, 경보작동부(153)는 종합판단부(140)의 충돌 가능 신호에 따라 경보등, 경보음 및 능동 레이더증폭기(Active Radar Reflector) 등을 작동시킨다.

여기서, 경보작동부(153)는 능동 레이더증폭기(Active Radar Reflector)를 채용하므로 자율 운항선 충돌 방지를 위한 효율적인 경보 체계를 구축할 수 있다.

또한, 본 발명에서 제안하는 자율 운항선 충돌방지 시스템은 자율 운항선이 자율운행 프로그램으로 운항하는 자율운행 모드 또는 통제센터(200)에 의한 원격제어에 의해 운항되는 원격제어 모드를 겸하여 적용할 수 있고, 긴급 상황시 원격제어 모드로 전환시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서 제안하는 자율 운항선 충돌방지 시스템은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

AIS 및 레이더로부터 선박, 이동체 및 고정체를 파악하여 충돌 위험이 예측하고 경로를 수정하여 회피할 수 있는 이점이 있다.

또한, 제1 및 제2 정보선별부에서 얻어진 정보를 토대로 종합판단부에서 종합적으로 판단하고 판단 결과에 따라 자선(自船)을 효율적으로 제어할 수 있는 이점이 있다.

또한, 종합판단부의 충돌 가능 신호에 따라 자율 운항선의 경로를 수정할 수 있어 충돌을 방지할 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 발명의 충돌 방지 시스템은 선박 충돌을 미리 예측하고 경로를 수정하여 해상사고를 사전에 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 자율 운항선을 이용하므로 해상 사고로 인한 인명 피해가 없고, 해양오염 및 재산손실 등을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 자율 운항선은 자동 항해가 가능하고, 해상환경을 실시간으로 감지하여 자동 운항을 할 수 있으므로 위험지역에서도 안정적으로 임무를 수행할 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함될 것이다.

100 : 본 발명이 제안하는 자율 운항선 충돌방지 시스템
110 : AIS
111 : 제1 정보수집부
113 : 제1 정보산출부
115 : 제1 정보선별부
120 : 레이더
121 : 제2 정보수집부
123 : 제2 정보산출부
125 : 제2 정보선별부
130 : 통신부
140 : 종합판단부
150 : 충돌방지반응부

Claims

통제센터에 의해 원격제어 또는 자율 운행되는 AIS 및 레이더가 탑재된 자율 운항선에 대한 충돌방지 시스템에 있어서,
상기 통제센터와 송수신하는 통신부와,
상기 AIS로부터 인근 선박 정보를 수집하는 제1 정보수집부와,
상기 제1 정보수집부에서 수집된 선박 중 상기 자율 운항선인 자선(自船)과 설정 거리 내 선박의 경로를 산출하는 제1 정보산출부와,
상기 제1 정보산출부에서 산출된 선박의 이동 경로가 자선(自船)과 충돌 가능한지 선별하는 제1 정보선별부와,
상기 레이더로부터 인근 이동체 및 고정체 정보를 수집하는 제2 정보수집부와,
상기 제2 정보수집부에서 수집된 이동체 및 고정체의 위치나 경로를 산출하는 제2 정보산출부와,
상기 제2 정보산출부에서 산출된 이동체 및 고정체의 경로나 위치가 자선(自船)과 충돌 가능한지 선별하는 제2 정보선별부와,
상기 제1 및 제2 정보선별부에 따른 상기 선박, 이동체 및 고정체가 자선(自船)과 충돌 가능 경로에 있는지 종합적으로 판단하는 종합판단부와, 및
상기 종합판단부의 충돌 가능 신호에 따라 자선(自船)의 경로를 수정하고 경보를 발생시키는 충돌방지반응부를 포함하고,
상기 충돌방지반응부는,
상기 종합판단부의 충돌 가능 신호에 따라 자선의 경로를 수정하는 경로조정부와, 상기 종합판단부의 충돌 가능 신호에 따라 경보등, 경보음 및 능동 레이더반사기를 작동시키는 상기 경보작동부를 구성하며,
상기 종합판단부는,
상기 AIS로부터 입수된 선박 정보를 상기 이동체 및 고정체와 매칭시켜 선박코드, 선박 제원 등을 디스플레이하여 상기 통신부를 통하여 상기 통제센터에 송신하고, 상기 선박, 이동체 및 고정체가 자선과 충돌 가능 경로에 있는지 종합적으로 판단하여 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율 운항선 충돌방지 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 자율 운항선은 자율운행 프로그램으로 제어되는 자율운행 모드 또는 상기 통제센터에 의한 원격제어에 의해 제어되는 원격제어 모드로 운행하고, 긴급 상황시 원격제어 모드로 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는 자율 운항선 충돌방지 시스템.