KR20220055555A - Method and device for monitoring harbor and ship - Google Patents

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KR20220055555A
KR20220055555A KR1020200139726A KR20200139726A KR20220055555A KR 20220055555 A KR20220055555 A KR 20220055555A KR 1020200139726 A KR1020200139726 A KR 1020200139726A KR 20200139726 A KR20200139726 A KR 20200139726A KR 20220055555 A KR20220055555 A KR 20220055555A
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Abstract

The present invention relates to a method and device for monitoring a harbor and ships to measure a sea level. According to one embodiment of the present invention, the method comprises the following steps of: acquiring an image taken by a camera; acquiring LiDAR data including a plurality of LiDAR points acquired by a LiDAR sensor having a viewing angle at least partially overlapping with a viewing angle of the camera; detecting a first area corresponding to a sea in the image and a second area corresponding to a ship in the image; selecting first LiDAR points related to LiDAR beams reflected from the sea in consideration of positions of pixels included in the first area from the plurality of LiDAR points; calculating a first estimated sea level by using the first LiDAR points; selecting second LiDAR points related to the LiDAR beams reflected from the ship from the plurality of LiDAR points in consideration of positions of pixels included in the second area; determining third LiDAR points related to LiDAR beams reflected from the lower area of the ship in contact with the sea from the second LiDAR points on the basis of height values of the second LiDAR points; calculating a second estimated sea level by using the third LiDAR points; and determining the sea level in consideration of both the first estimated sea level and the second estimated sea level.

Description

항만 및 선박 모니터링 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR MONITORING HARBOR AND SHIP}Port and vessel monitoring method and apparatus

본 발명은 항만 및 선박 모니터링 방법 및 장치에 관한 것으로, 구체적으로 해수면 높이를 측정하는 항만 및 선박 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for monitoring a port and a vessel, and more particularly, to a method and apparatus for monitoring a port and a vessel for measuring sea level height.

선박의 운항 및 항만 내에서의 접안, 이안에 있어 많은 사고가 발생하고 있으며, 그 사고의 주요 원인은 사람의 운항 부주의로 알려져 있다. 여기서, 운항 부주의는 주로 선박 주변이나 항만 내의 상황을 육안을 통해서 정확하게 모니터링하지 못한다는 점에 의해 발생한다. 현재 다양한 종류의 장애물 센서 등을 이용해 이를 보완하고 있으나 아직까지는 한계점이 존재하는 상황이다.Many accidents occur in the operation of ships and berthing and berthing in ports, and it is known that the main cause of the accidents is human negligence. Here, the negligence of navigation is mainly caused by the fact that the situation around the ship or in the port cannot be accurately monitored through the naked eye. Currently, various types of obstacle sensors are used to supplement this problem, but there are still limitations.

이에, 최근에는 영상을 통해 선박 주변이나 항만 내의 상황을 모니터링하는 기술이 개발되고 있으나, 영상 처리 과정에서 왜곡이 발생한 영상 등의 부정확한 영상을 통한 모니터링은 마찬가지로 사고를 유발할 수 있다. 영상의 시점 변환, 정합 등과 같은 영상 처리 과정에서는 바다의 해수면 높이가 중요한 고려요소가 될 수 있으나, 아직 해수면 높이를 구하는 기술에 대해서는 개발이 미비하다는 문제점이 있다. Accordingly, in recent years, a technology for monitoring the situation around a ship or in a port through an image has been developed, but monitoring through an inaccurate image such as an image with distortion in the image processing process may similarly cause an accident. The sea level can be an important factor to consider in the image processing process such as viewpoint conversion and registration of images.

따라서, 정확한 모니터링을 위해 실질적으로 해수면 높이를 측정하는 기술에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a technology for actually measuring the sea level for accurate monitoring.

본 출원의 해결하고자 하는 일 과제는, 바다 및 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 데이터를 이용하여 해수면 높이를 측정하는 항만 및 선박 모니터링 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.An object of the present application is to provide a method and apparatus for monitoring a port and a vessel for measuring the sea level by using lidar data related to a lidar beam reflected from the sea and a vessel.

본 출원의 해결하고자 하는 일 과제는, 카메라 및 라이다의 데이터를 효율적으로 융합하여 해수면 높이를 측정하는 항만 및 선박 모니터링 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.One problem to be solved by the present application is to provide a method and apparatus for monitoring a port and a vessel for measuring sea level height by efficiently convergence data of a camera and lidar.

본 출원의 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved of the present application is not limited to the above-mentioned problems, and the problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and the accompanying drawings. .

일실시예에 따르면 항만 모니터링 방법으로서 카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계, 상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 이미지에서 바다에 대응하는 제1 영역 및 상기 이미지에서 선박에 대응하는 제2 영역을 검출하는 단계, 상기 복수의 라이다 포인트 중에서 상기 제1 영역에 포함되는 픽셀의 픽셀 위치를 고려하여 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 제1 라이다 포인트들을 이용하여 제1 추정 해수면 높이를 계산하는 단계, 상기 제2 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 제2 라이다 포인트의 높이값에 기초하여 상기 제2 라이다 포인트들로부터 상기 바다와 접하는 상기 선박의 하부 영역으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제3 라이다 포인트들을 결정하는 단계, 상기 제3 라이다 포인트들을 이용하여 제2 추정 해수면 높이를 계산하는 단계 및 상기 제1 추정 해수면 높이 및 상기 제2 추정 해수면 높이를 모두 고려하여 해수면 높이를 결정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to one embodiment, a method for monitoring a port comprising: acquiring an image captured by a camera; lidar data comprising a plurality of lidar points obtained by a lidar sensor having a viewing angle that at least partially overlaps a viewing angle of the camera; obtaining, detecting a first area corresponding to the sea in the image and a second area corresponding to a ship in the image, and determining the pixel position of a pixel included in the first area among the plurality of lidar points. Selecting first LIDAR points related to the LIDAR beam reflected from the sea in consideration, calculating a first estimated sea level height using the first LIDAR points, and pixels of pixels included in the second area selecting second lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points in consideration of a location, and the second lidar point based on a height value of the second lidar point determining third LiDAR points associated with a lidar beam reflected from a lower region of the vessel in contact with the sea from A port monitoring method may be provided, including determining the sea level height in consideration of both the first estimated sea level height and the second estimated sea level height.

다른 일 실시예에 따르면, 항만 모니터링 방법으로서, 카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계, 상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 이미지에서 바다에 대응하는 제1 영역 및 상기 이미지에서 선박에 대응하는 제2 영역을 검출하는 단계, 상기 복수의 라이다 포인트 중에서 상기 제1 영역에 포함되는 픽셀의 픽셀 위치를 고려하여 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 라이다 포인트들의 특성에 기초하여 상기 제1 라이다 포인트들의 제1 신뢰도를 결정하는 단계, 상기 제2 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 이미지로부터 획득되는 선박 정보에 기초하여 상기 제2 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 결정하는 단계 및 상기 제1 신뢰도 및 상기 제2 신뢰도를 고려하여 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들 중 적어도 하나를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment, there is provided a method for monitoring a port, comprising: acquiring an image captured by a camera; Acquiring lidar data; detecting a first region corresponding to the sea in the image and a second region corresponding to a vessel in the image; selecting first lidar points associated with a lidar beam reflected from the sea in consideration of a pixel position; determining a first reliability of the first lidar points based on characteristics of the lidar points; selecting second lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points in consideration of pixel positions of pixels included in an area; based on the vessel information obtained from the image determining the second reliability of second lidar points, and calculating the sea level height using at least one of the first lidar points and the second lidar points in consideration of the first reliability and the second reliability A port monitoring method comprising the step of estimating may be provided.

다른 일 실시예에 따르면, 항만 모니터링 방법으로서, 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 복수의 라이다 포인트 중에서 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 제1 라이다 포인트들 및 제2 라이다 포인트들의 수, 높이값의 편차 및 거리값 중 적어도 하나에 기초하여 해수면 높이를 추정하기 위한 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들 각각의 신뢰도를 결정하는 단계 및 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들의 상기 신뢰성을 고려하여 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들 중 적어도 하나를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment, there is provided a method for monitoring a port, comprising: acquiring lidar data including a plurality of lidar points obtained by a lidar sensor; related to a lidar beam reflected from the sea among the plurality of lidar points selecting first lidar points, selecting second lidar points associated with a lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points, the first lidar points and the second lidar Determining the reliability of each of the first LiDAR points and the second LiDAR points for estimating the sea level height based on at least one of a number of points, a deviation of a height value, and a distance value; A port monitoring method comprising the step of estimating a sea level height using at least one of the first LiDAR points and the second LiDAR points in consideration of the reliability of the IDA points and the second LiDAR points can be provided.

다른 일 실시예에 따르면, 항만 모니터링 방법으로서, 카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계, 상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 이미지에서 선박에 대응하는 선박 영역을 인공 신경망을 이용하여 검출하는 단계, 상기 인공 신경망은 복수의 훈련 이미지 및 상기 복수의 훈련 이미지의 픽셀들에 라벨링되는 객체 정보를 포함하는 학습 세트를 이용하여 학습되고, 상기 복수의 훈련 이미지 중 적어도 일부는 선박 및 바다를 포함하고, 상기 객체 정보는 객체 종류를 반영하고, 상기 선박의 픽셀들은 선박을 지시하는 상기 객체 종류의 상기 객체 정보로 라벨링되고, 상기 선박 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 제1 라이다 포인트의 높이값에 기초하여 상기 제1 라이다 포인트들로부터 상기 바다와 접하는 상기 선박의 하부 영역으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 결정하는 단계 및 상기 제2 라이다 포인트들을 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment, there is provided a method for monitoring a port, comprising: acquiring an image captured by a camera; Acquiring lidar data, detecting a vessel region corresponding to the vessel in the image using an artificial neural network, wherein the artificial neural network includes a plurality of training images and object information labeled in pixels of the plurality of training images wherein at least some of the plurality of training images include a vessel and a sea, the object information reflects an object type, and pixels of the vessel indicate the vessel of the object type Selecting first LiDAR points related to the LiDAR beam reflected from the vessel from among the plurality of LiDAR points in consideration of pixel positions of pixels labeled with object information and included in the vessel area, the first determining second lidar points related to a lidar beam reflected from a lower region of the vessel in contact with the sea from the first lidar points based on a height value of the lidar point, and the second lidar point A port monitoring method including the step of estimating the sea level by using these may be provided.

다른 일 실시예에 따르면 항만 모니터링 방법으로서, 카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계, 상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 이미지에서 선박에 대응하는 선박 영역을 검출하는 단계, 상기 선박 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 이미지로부터 상기 선박에 관련된 선박 정보를 획득하는 단계, 상기 선박 정보는 상기 선박의 검출, 상기 선박 영역의 크기, 상기 선박까지의 거리 및 상기 선박과 관련된 오클루전의 검출 중 적어도 하나를 포함하고 및 상기 선박 정보에 의해 기설정된 조건이 충족되는 경우, 상기 제1 라이다 포인트를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment there is provided a port monitoring method, comprising: acquiring an image captured by a camera; a plurality of lidar points obtained by a lidar sensor having a viewing angle that at least partially overlaps a viewing angle of the camera; Acquiring IDA data, detecting a ship area corresponding to a ship in the image, taking into account pixel positions of pixels included in the ship area, a LiDAR beam reflected from the ship among the plurality of LiDAR points selecting first LiDAR points related to, obtaining vessel information related to the vessel from the image, wherein the vessel information includes the detection of the vessel, the size of the vessel area, the distance to the vessel, and the vessel A port monitoring method comprising at least one of detection of related occlusion and estimating sea level height using the first lidar point when a preset condition is satisfied by the ship information may be provided. there is.

본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solutions to the problems of the present invention are not limited to the above-described solutions, and solutions not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and the accompanying drawings. will be able

본 출원의 일 실시예에 의하면, 바다 및 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 데이터를 이용하여 제반상황과 관계없이 해수면 높이를 항상 측정할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the sea level can always be measured regardless of circumstances by using lidar data related to the lidar beam reflected from the sea and ship.

본 출원의 다른 일 실시예에 의하면, 카메라 및 라이다의 데이터를 효율적으로 융합하여 해수면 높이를 정확하게 측정할 수 있다.According to another embodiment of the present application, it is possible to accurately measure the sea level height by efficiently fusing the data of the camera and the lidar.

본 출원의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effect of the present application is not limited to the above-described effects, and the effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 항만 모니터링 장치에 관한 도면이다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 모니터링 장치의 실시예에 관한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 시야각 및 피사계 심도에 관한 도면이다.
도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 센서 모듈의 설치 위치에 관한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 일 실시예에 따른 오브젝트 인식 단계에 관한 도면이다.
도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 인공 신경망의 학습 단계 및 추론 단계에 관한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 접안 가이드 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 선박과 안벽 사이의 접안 가이드 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 접안 가이드 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 시점 변환에 관한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 센서 데이터의 획득의 일 예시이다.
도 18은 일 실시예에 따른 정합된 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다.
도 19는 일 실시예에 따른 카메라 이미지 및 라이다 데이터의 정합의 예시이다.
도 20은 일 실시예에 따른 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다.
도 21은 일 실시예에 따른 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 일 예시이다.
도 22는 일 실시예에 따른 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 일 예시이다.
도 24는 일 실시예에 따르는 추정 해수면 높이를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다.
도 25는 일 실시예에 따르는 라이다 포인트의 신뢰도를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다.
도 26은 일 실시예에 따르는 카메라 이미지를 분석한 결과를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다.
도 27은 일 실시예에 따르는 산출된 해수면 높이를 고려한 선박 모니터링 방법의 순서도이다.
도 28은 서로 다른 기준 평면/기준 높이에서의 시점 변환에 관한 도면이다.
도 29는 일 실시예에 따른 해수면 높이/해수평면 상에서의 접안 가이드 정보 산출을 위한 이미지 보정에 관한 도면이다.
1 is a view of a port monitoring apparatus according to an embodiment.
2 and 3 are diagrams related to an embodiment of a monitoring device according to an embodiment.
4 is a view of a viewing angle and a depth of field according to an exemplary embodiment.
5 and 6 are views of an installation position of a sensor module according to an embodiment.
7 to 9 are diagrams of an object recognition step according to an exemplary embodiment.
10 and 11 are diagrams of a learning step and an inference step of an artificial neural network according to an embodiment.
12 is a view for explaining eyepiece guide information according to an embodiment.
13 is a view for explaining information on the berthing guide between the ship and the quay wall according to an embodiment.
14 is a view for explaining a method of obtaining eyepiece guide information according to an embodiment.
15 is a diagram of viewpoint transformation according to an embodiment.
16 is a flowchart of a method for calculating a sea level height according to an exemplary embodiment.
17 is an example of acquisition of sensor data according to an embodiment.
18 is a flowchart of a method for calculating a sea level height using a matched camera image and lidar data according to an embodiment.
19 is an example of registration of a camera image and lidar data according to an embodiment.
20 is a flowchart of a method for calculating sea level height using a lidar point related to a lidar beam reflected from the sea according to an exemplary embodiment.
21 is an example of lidar points associated with a lidar beam reflected from the sea according to an embodiment.
22 is a flowchart of a method for calculating sea level height using a lidar point related to a lidar beam reflected from a ship according to an exemplary embodiment.
23 is an example of lidar points associated with a lidar beam reflected from a vessel according to an embodiment.
24 is a flowchart of a method for calculating a sea level height using an estimated sea level height according to an exemplary embodiment.
25 is a flowchart of a method for calculating the sea level height using the reliability of a lidar point according to an embodiment.
26 is a flowchart of a method for calculating a sea level height using a result of analyzing a camera image according to an exemplary embodiment.
27 is a flowchart of a vessel monitoring method in consideration of the calculated sea level height according to an embodiment.
28 is a view related to viewpoint transformation in different reference planes/reference heights.
29 is a view related to image correction for calculating the eyepiece guide information on the sea level / sea level plane according to an embodiment.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The embodiments described herein are for clearly explaining the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, so the present invention is not limited by the embodiments described herein, and the present invention It should be construed as including modifications or variations that do not depart from the spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as widely used general terms as possible in consideration of the functions in the present invention, but they may vary depending on the intention, custom, or emergence of new technology of those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. can However, if a specific term is defined and used in an arbitrary sense, the meaning of the term will be separately described. Therefore, the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the terms and the contents of the entire specification, rather than the names of simple terms.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings attached to this specification are for easily explaining the present invention, and the shapes shown in the drawings may be exaggerated as necessary to help understand the present invention, so the present invention is not limited by the drawings.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.In the present specification, when it is determined that a detailed description of a known configuration or function related to the present invention may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted if necessary.

본 명세서에서 해수면 높이란 절대적인 해수면의 높이뿐만 아니라, 상대적인 해수면의 높이, 특정 바다의 영역의 평균적인 해수면 높이와 비교된 상대적인 해수면 높이 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 예를 들어, 해수면 높이는 해수면과 안벽 사이의 거리, 해수면과 모니터링 장치(예를 들어, 이미지 생성 유닛) 사이의 거리, 해수면 위로 노출된 오브젝트의 길이 등 해수면의 높이 변화에 따라 달라질 수 있는 다양한 정보를 포함할 수도 있다.In the present specification, the sea level height should be broadly interpreted to include not only the absolute sea level height, but also the relative sea level height and the relative sea level height compared with the average sea level height of a specific sea area. For example, sea level height may vary with changes in sea level height, such as the distance between sea level and a quay wall, the distance between sea level and a monitoring device (e.g., an image generating unit), and the length of objects exposed above sea level. may include

본 명세서에서 모니터링이란 주변 상황을 파악하거나 인식하는 것으로, 일정 영역이나 특정 오브젝트 등 감지 대상을 각종 센서를 이용하여 감지하고 그 감지 결과를 사용자에게 제공하는 것뿐만 아니라 감지 결과를 바탕으로 연산 등을 통해 추가적인 정보를 제공하는 것 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다.Monitoring in the present specification refers to understanding or recognizing a surrounding situation, detecting a detection target such as a certain area or a specific object using various sensors and providing the detection result to the user through calculations based on the detection result, etc. It should be construed broadly to include, for example, providing additional information.

이미지 기반 모니터링이란 이미지에 기초하여 주변 상황을 파악하거나 인식하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 모니터링은 선박의 운항 시 선박 주변 이미지를 획득하여 이로부터 다른 선박이나 장애물 등을 인식하거나, 선박의 접안 또는 이안 시 접안 가이드 정보를 산출하기 위한 정보를 획득하는 것을 의미할 수 있다. Image-based monitoring may mean identifying or recognizing a surrounding situation based on an image. For example, monitoring may mean acquiring information for calculating berthing guide information during berthing or berthing of a ship or recognizing other ships or obstacles therefrom by acquiring images around the ship when the ship is operating.

접안 가이드 정보란 다른 선박이나 장애물 등의 인식, 항만 상황 파악, 선석에 접근 가능한지 여부, 안벽과의 거리 및 속도, 다른 선박과의 거리 및 속도, 운항 경로 상 장애물 존재 여부 파악 등 환경에 대한 정보를 의미할 수 있다. 본 명세서에서는 주로 선박 및 항만에서 접안이 수행되는 경우의 모니터링에 대해 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 주행, 비행체의 운항 등의 경우에도 적용될 수 있을 것이다.Berthing guide information is information about the environment, such as recognizing other ships or obstacles, understanding the port situation, whether the berth is accessible, the distance and speed from the quay wall, the distance and speed from other ships, and the presence of obstacles in the navigation route. can mean In this specification, although mainly described for monitoring when berthing is performed in a ship and a port, it is not limited thereto and may be applied to the case of driving of a vehicle, operation of an aircraft, and the like.

본 발명의 일 양상에 따르면, 항만 모니터링 방법으로서 카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계, 상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 이미지에서 바다에 대응하는 제1 영역 및 상기 이미지에서 선박에 대응하는 제2 영역을 검출하는 단계, 상기 복수의 라이다 포인트 중에서 상기 제1 영역에 포함되는 픽셀의 픽셀 위치를 고려하여 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 제1 라이다 포인트들을 이용하여 제1 추정 해수면 높이를 계산하는 단계, 상기 제2 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 제2 라이다 포인트의 높이값에 기초하여 상기 제2 라이다 포인트들로부터 상기 바다와 접하는 상기 선박의 하부 영역으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제3 라이다 포인트들을 결정하는 단계, 상기 제3 라이다 포인트들을 이용하여 제2 추정 해수면 높이를 계산하는 단계 및 상기 제1 추정 해수면 높이 및 상기 제2 추정 해수면 높이를 모두 고려하여 해수면 높이를 결정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring a port comprising: acquiring an image captured by a camera; Acquiring lidar data; detecting a first region corresponding to the sea in the image and a second region corresponding to a vessel in the image; Selecting first LIDAR points related to the LIDAR beam reflected from the sea in consideration of the pixel position, calculating a first estimated sea level using the first LIDAR points, included in the second area selecting second lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points in consideration of pixel positions of pixels; determining third lidar points associated with a lidar beam reflected from a lower region of the vessel facing the sea from lidar points; calculating a second estimated sea level height using the third lidar points; and determining the sea level height in consideration of both the first estimated sea level height and the second estimated sea level height.

일 실시예에서, 상기 제1 추정 해수면 높이는 상기 제1 라이다 포인트들의 높이값의 평균일 수 있다.In an embodiment, the first estimated sea level height may be an average of height values of the first lidar points.

일 실시예에서, 상기 제3 라이다 포인트들을 결정하는 단계는 상기 제2 라이다 포인트들로부터 실질적으로 동일한 높이값의 라이다 포인트들을 포함하는 라이다 라인들을 생성하는 단계 및 상기 라이다 라인들 중 가장 낮은 높이값의 라이다 라인을 상기 제3 라이다 포인트들로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the determining of the third lidar points includes generating lidar lines including lidar points of substantially the same height from the second lidar points, and among the lidar lines. The method may include selecting a lidar line having the lowest height value as the third lidar points.

일 실시예에서, 상기 라이다 라인은 기설정된 범위의 라이다 포인트 개수 및/또는 길이를 가질 수 있다.In an embodiment, the lidar line may have the number and/or length of lidar points in a preset range.

일 실시예에서, 상기 해수면 높이는 상기 제1 추정 해수면 높이 및 상기 제2 추정 해수면 높이의 가중합일 수 있다.In an embodiment, the sea level height may be a weighted sum of the first estimated sea level height and the second estimated sea level height.

일 실시예에서, 상기 제1 추정 해수면 높이에 부여되는 제1 가중치는 상기 제1 라이다 포인트들의 거리값에 기초하여 결정되고, 상기 제2 추정 해수면 높이에 부여되는 제2 가중치는 상기 제2 라이다 포인트들의 거리값에 기초하여 결정될 수 있다.In an embodiment, the first weight given to the first estimated sea level height is determined based on the distance value of the first LiDAR points, and the second weight given to the second estimated sea level height is the second It may be determined based on the distance value of the points.

일 실시예에서, 상기 항만 모니터링 방법은 상기 제1 라이다 포인트들로부터 제1 파고를 산출하는 단계 및 상기 제2 라이다 포인트들로부터 제2 파고를 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 추정 해수면 높이에 부여되는 제1 가중치는 단위 시간 당 상기 제1 파고의 변화에 기초하여 결정되고, 상기 제2 추정 해수면 높이에 부여되는 제2 가중치는 단위 시간 당 상기 제2 파고의 변화에 기초하여 결정될 수 있다.In one embodiment, the port monitoring method further comprises calculating a first wave height from the first lidar points and calculating a second wave height from the second lidar points, wherein the first estimation A first weight given to the sea level height is determined based on a change in the first wave height per unit time, and a second weight assigned to the second estimated sea level height is determined based on a change in the second wave height per unit time. can

일 실시예에서, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 인공 신경망을 이용하여 검출되고, 상기 인공 신경망은 복수의 훈련 이미지 및 상기 복수의 훈련 이미지의 픽셀들에 라벨링되는 객체 정보를 포함하는 학습 세트를 이용하여 학습될 수 있다.In an embodiment, the first region and the second region are detected using an artificial neural network, wherein the artificial neural network is a training set comprising a plurality of training images and object information labeled in pixels of the plurality of training images. can be learned using

일 실시예에서, 상기 제1 라이다 포인트들 및/또는 상기 제2 라이다 포인트들은 라이다 포인트들의 특성을 고려하여 결정되고, 상기 라이다 포인트들의 특성은 라이다 포인트의 수, 높이값의 편차, 거리값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment, the first lidar points and/or the second lidar points are determined in consideration of characteristics of lidar points, and the characteristics of lidar points are the number of lidar points and deviation of height values. , may include at least one of a distance value.

일 실시예에서, 상기 제2 라이다 포인트들은 상기 이미지로부터 획득되는 선박 정보에 기초하여 결정되고, 상기 선박 정보는 상기 제2 영역의 검출, 상기 제2 영역의 크기, 상기 선박까지의 거리 및 상기 선박과 관련된 오클루전의 검출 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment, the second lidar points are determined based on vessel information obtained from the image, and the vessel information includes detection of the second region, a size of the second region, a distance to the vessel, and the and detecting at least one of occlusion associated with the vessel.

본 발명의 다른 일 양상에 따르면 항만 모니터링 방법으로서, 카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계, 상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 이미지에서 바다에 대응하는 제1 영역 및 상기 이미지에서 선박에 대응하는 제2 영역을 검출하는 단계, 상기 복수의 라이다 포인트 중에서 상기 제1 영역에 포함되는 픽셀의 픽셀 위치를 고려하여 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 라이다 포인트들의 특성에 기초하여 상기 제1 라이다 포인트들의 제1 신뢰도를 결정하는 단계, 상기 제2 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 이미지로부터 획득되는 선박 정보에 기초하여 상기 제2 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 결정하는 단계 및 상기 제1 신뢰도 및 상기 제2 신뢰도를 고려하여 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들 중 적어도 하나를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention there is provided a port monitoring method comprising: acquiring an image captured by a camera; acquiring lidar data, detecting a first region corresponding to the sea in the image and a second region corresponding to a vessel in the image, a pixel included in the first region among the plurality of lidar points selecting first lidar points related to a lidar beam reflected from the sea in consideration of the pixel position of selecting second lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points in consideration of pixel positions of pixels included in area 2; based on vessel information obtained from the image determining the second reliability of the second LiDAR points and using at least one of the first LiDAR points and the second LiDAR points in consideration of the first reliability and the second reliability to the sea level height A port monitoring method comprising the step of estimating may be provided.

일 실시예에서, 상기 라이다 포인트들의 특성은 라이다 포인트의 수, 높이값의 편차, 거리값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment, the characteristic of the lidar points may include at least one of the number of lidar points, a deviation of a height value, and a distance value.

일 실시예에서, 상기 선박 정보는 상기 제2 영역의 검출, 상기 제2 영역의 크기, 상기 선박까지의 거리 및 상기 선박과 관련된 오클루전의 검출 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment, the vessel information may include at least one of detection of the second region, a size of the second region, a distance to the vessel, and detection of occlusion related to the vessel.

본 발명의 다른 일 양상에 따르면 항만 모니터링 방법으로서, 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 복수의 라이다 포인트 중에서 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 제1 라이다 포인트들 및 제2 라이다 포인트들의 수, 높이값의 편차 및 거리값 중 적어도 하나에 기초하여 해수면 높이를 추정하기 위한 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들 각각의 신뢰도를 결정하는 단계 및 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들의 상기 신뢰성을 고려하여 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들 중 적어도 하나를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a port monitoring method, comprising: acquiring lidar data including a plurality of lidar points obtained by a lidar sensor; a lidar beam reflected from the sea among the plurality of lidar points; selecting first associated lidar points; selecting second lidar points associated with a lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points; the first lidar points and the second lidar points; Determining the reliability of each of the first LiDAR points and the second LiDAR points for estimating the sea level height based on at least one of a number of IDA points, a deviation of a height value, and a distance value, and the first Port monitoring method comprising the step of estimating sea level height using at least one of the first LiDAR points and the second LiDAR points in consideration of the reliability of the LiDAR points and the second LiDAR points can be provided.

본 발명의 다른 일 양상에 따르면 항만 모니터링 방법으로서, 카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계, 상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 이미지에서 선박에 대응하는 선박 영역을 인공 신경망을 이용하여 검출하는 단계, 상기 인공 신경망은 복수의 훈련 이미지 및 상기 복수의 훈련 이미지의 픽셀들에 라벨링되는 객체 정보를 포함하는 학습 세트를 이용하여 학습되고, 상기 복수의 훈련 이미지 중 적어도 일부는 선박 및 바다를 포함하고, 상기 객체 정보는 객체 종류를 반영하고, 상기 선박의 픽셀들은 선박을 지시하는 상기 객체 종류의 상기 객체 정보로 라벨링되고, 상기 선박 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 제1 라이다 포인트의 높이값에 기초하여 상기 제1 라이다 포인트들로부터 상기 바다와 접하는 상기 선박의 하부 영역으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 결정하는 단계 및 상기 제2 라이다 포인트들을 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention there is provided a port monitoring method comprising: acquiring an image captured by a camera; Acquiring lidar data to: detecting a vessel region corresponding to the vessel in the image using an artificial neural network, wherein the artificial neural network includes a plurality of training images and object information labeled in pixels of the plurality of training images is learned using a training set comprising, at least some of the plurality of training images include a ship and a sea, the object information reflects an object type, and the pixels of the ship indicate a ship of the object type. Selecting first LiDAR points related to the LiDAR beam reflected from the vessel from among the plurality of LiDAR points in consideration of pixel positions of pixels labeled with the object information and included in the vessel area; determining second lidar points related to a lidar beam reflected from a lower region of the vessel in contact with the sea from the first lidar points based on a height value of one lidar point, and the second lidar A port monitoring method including estimating the sea level height using the points may be provided.

일 실시예에서, 상기 항만 모니터링 방법은 상기 제1 라이다 포인트들의 수, 높이값의 편차 및 거리값 중 적어도 하나에 기초하여 상기 해수면 높이를 검증하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the port monitoring method may further include verifying the sea level height based on at least one of the number of the first LiDAR points, a deviation of a height value, and a distance value.

본 발명의 다른 일 양상에 따르면 항만 모니터링 방법으로서, 카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계, 상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 이미지에서 선박에 대응하는 선박 영역을 검출하는 단계, 상기 선박 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 상기 이미지로부터 상기 선박에 관련된 선박 정보를 획득하는 단계, 상기 선박 정보는 상기 선박의 검출, 상기 선박 영역의 크기, 상기 선박까지의 거리 및 상기 선박과 관련된 오클루전의 검출 중 적어도 하나를 포함하고 및 상기 선박 정보에 의해 기설정된 조건이 충족되는 경우, 상기 제1 라이다 포인트를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계를 포함하는 항만 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention there is provided a port monitoring method comprising: acquiring an image captured by a camera; obtaining LiDAR data, detecting a ship area corresponding to the ship in the image, and taking into consideration pixel positions of pixels included in the ship area, the radar reflected from the ship among the plurality of LiDAR points. selecting first LiDAR points associated with the IDA beam, obtaining vessel information related to the vessel from the image, the vessel information comprising the detection of the vessel, the size of the vessel area, the distance to the vessel and the A port monitoring method comprising at least one of detection of occlusion related to a vessel and estimating a sea level height using the first lidar point when a preset condition is satisfied by the vessel information is provided can be

일 실시예에서, 상기 항만 모니터링 방법은 상기 이미지에서 바다에 대응하는 바다 영역을 검출하는 단계, 상기 복수의 라이다 포인트 중에서 상기 바다 영역에 포함되는 픽셀의 픽셀 위치를 고려하여 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계, 및 상기 선박 정보에 의해 상기 기설정된 조건이 충족되지 않는 경우, 상기 제2 라이다 포인트를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method for monitoring the port includes detecting a sea area corresponding to the sea from the image, and the LiDAR reflected from the sea in consideration of pixel positions of pixels included in the sea area among the plurality of LiDAR points. The method may further include selecting second LiDAR points related to the beam, and when the preset condition is not satisfied by the ship information, estimating the sea level height using the second LiDAR point. .

본 발명의 다른 일 양상에 따르면 상술한 방법들을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a computer-readable recording medium in which a program for performing the above-described methods is recorded may be provided.

이하에서는 일 실시예에 따른 선박 및 항만 모니터링 장치 및 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a vessel and port monitoring apparatus and method according to an embodiment will be described.

도 1은 일 실시예에 따른 항만 모니터링 장치에 관한 도면이다.1 is a view of a port monitoring apparatus according to an embodiment.

도 1을 참고하면, 모니터링 장치(10)는 센서 모듈(100), 제어 모듈(200) 및 통신 모듈(300)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the monitoring device 10 may include a sensor module 100 , a control module 200 , and a communication module 300 .

센서 모듈(100)은 선박이나 선박 주변 및 항만에 대한 정보를 센싱할 수 있다. 센서 모듈(100)은 선박자동식별장치(automatic identification system, AIS), 이미지 생성 유닛, 라이다(LIDAR) 센서, 위치 측정 유닛, 자세 측정 유닛, 케이싱 등을 포함할 수 있다.The sensor module 100 may sense information about a ship or a ship's vicinity and a port. The sensor module 100 may include an automatic identification system (AIS), an image generation unit, a LIDAR sensor, a position measurement unit, an attitude measurement unit, a casing, and the like.

이미지 생성 유닛은 이미지를 생성할 수 있다. 이미지 생성 유닛은 카메라, 레이더, 초음파 탐지기 등을 포함할 수 있다. 카메라의 예로는 단안 카메라, 쌍안 카메라, 가시광선 카메라, IR 카메라, depth 카메라가 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.The image generating unit may generate an image. The image generating unit may include a camera, radar, ultrasonic detector, and the like. Examples of cameras include, but are not limited to, monocular cameras, binocular cameras, visible light cameras, IR cameras, and depth cameras.

라이다 센서는 레이저를 이용하여 대상체의 거리 및 위치를 탐지하기 위한 센서이다. 예를 들어, 라이다 센서와 대상체와의 거리 및 라이다 센서를 기준으로 한 대상체의 위치는 3차원 좌표계로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 라이다 센서와 대상체와의 거리 및 라이다 센서를 기준으로 한 대상체의 위치는 직교좌표계, 구면좌표계, 원통좌표계 등으로 나타낼 수 있다. 라이다 센서는 수직 또는 수평 방향으로 복수의 채널을 가질 수 있고, 일 예로 32개 또는 64개의 채널을 갖는 라이다 센서일 수 있다.The lidar sensor is a sensor for detecting a distance and a position of an object using a laser. For example, the distance between the lidar sensor and the object and the position of the object with respect to the lidar sensor may be represented by a three-dimensional coordinate system. For example, the distance between the lidar sensor and the object and the position of the object with respect to the lidar sensor may be expressed in a rectangular coordinate system, a spherical coordinate system, a cylindrical coordinate system, or the like. The lidar sensor may have a plurality of channels in a vertical or horizontal direction, and may be, for example, a lidar sensor having 32 or 64 channels.

라이다 센서는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위하여, 대상체로부터 반사된 레이저를 이용할 수 있다. 예를 들어, 라이다 센서는 대상체와의 거리를 결정하기 위해 출사된 레이저와 감지된 레이저의 시간차이인 비행시간(TOF: Time Of Flight)을 이용할 수 있다. 이를 위해, 라이다 센서는 레이저를 출력하는 레이저 출력부와 반사된 레이저를 감지하는 수신부를 포함할 수 있다. 라이다 센서는 레이저 출력부에서 레이저가 출력된 시간을 확인하고, 대상체로부터 반사된 레이저를 수신부에서 감지한 시간을 확인하여, 출사된 시간과 감지된 시간의 차이에 기초하여 대상체와의 거리를 판단할 수 있다. 물론, 라이다 센서는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 감지된 레이저의 감지 위치를 기초로 삼각측량법, 감지된 레이저의 위상변화(Phase shift)를 이용하는 등 다른 방식으로 대상체와의 거리(R)를 결정하여도 무방하다. The lidar sensor may use a laser reflected from the object to determine the distance R from the object. For example, the lidar sensor may use a time of flight (TOF), which is a time difference between an emitted laser and a detected laser, to determine the distance to the object. To this end, the lidar sensor may include a laser output unit for outputting a laser and a receiving unit for detecting the reflected laser. The lidar sensor determines the time the laser is output from the laser output unit, checks the time the receiver detects the laser reflected from the object, and determines the distance to the object based on the difference between the emitted time and the sensed time can do. Of course, the LiDAR sensor uses other methods such as triangulation based on the detected position of the detected laser to determine the distance (R) from the object, such as using a phase shift of the detected laser. R) may be determined.

라이다 센서는 조사되는 레이저의 각도를 이용하여 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 라이다 센서에서 라이다 센서의 스캔영역을 향해 조사된 하나의 레이저의 조사 각도를 알 수 있는 경우, 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저가 수신부에서 감지된다면, 라이다 센서는 조사된 레이저의 조사 각도로 상기 대상체의 위치를 결정할 수 있다. The lidar sensor may determine the position of the object by using the angle of the irradiated laser. For example, when the irradiation angle of one laser irradiated from the lidar sensor toward the scan region of the lidar sensor is known, if a laser reflected from an object existing on the scan region is detected by the receiver, lidar The sensor may determine the position of the object based on the irradiation angle of the irradiated laser.

라이다 센서는 주변의 임의의 대상체의 위치를 탐지하기 위해 대상체를 포함하는 스캔영역을 가질 수 있다. 여기서 스캔영역은 탐지 가능한 영역을 한 화면으로 표현한 것으로 1프레임동안 한 화면을 형성하는 점, 선, 면의 집합을 의미할 수 있다. 또한 스캔영역은 라이다 센서에서 조사된 레이저의 조사영역을 의미할 수 있으며, 조사영역은 1프레임 동안 조사된 레이저가 같은 거리(R)에 있는 구면과 만나는 점, 선, 면의 집합을 의미할 수 있다. 또한 시야각(FOV, Field of view)은 탐지 가능한 영역을 의미하며, 라이다 센서를 원점으로 보았을 때 스캔영역이 가지는 각도 범위로 정의될 수 있다.The lidar sensor may have a scan area including the object in order to detect the position of an arbitrary object in the vicinity. Here, the scan area represents a detectable area as one screen, and may mean a set of points, lines, and planes that form one screen during one frame. In addition, the scan area may mean the irradiation area of the laser irradiated from the lidar sensor, and the irradiation area may mean a set of points, lines, and surfaces where the laser irradiated during one frame meets a sphere at the same distance (R). can In addition, the field of view (FOV) means a detectable area, and may be defined as an angular range of the scan area when the lidar sensor is viewed as the origin.

위치 측정 유닛은 센서 모듈(100)이나 이미지 생성 유닛 등 센서 모듈(100)에 포함된 구성의 위치를 측정할 수 있다. 일 예로, 위치 측정 유닛은 GPS(Global Positioning System)일 수 있다. 특히, 위치 측정의 정확도 향상을 위해 RTK-GPS(Real-Time Kinematic GPS)가 이용될 수도 있다.The position measuring unit may measure the position of components included in the sensor module 100 , such as the sensor module 100 or the image generating unit. As an example, the location measurement unit may be a Global Positioning System (GPS). In particular, Real-Time Kinematic GPS (RTK-GPS) may be used to improve the accuracy of location measurement.

위치 측정 유닛은 미리 정해진 시간 간격마다 위치 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 시간 간격은 센서 모듈(100)의 설치 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(100)이 선박 등 이동체에 설치된 경우 위치 측정 유닛은 짧은 시간 간격마다 위치 정보를 획득할 수 있다. 반면, 센서 모듈(100)이 항만 등 고정체에 설치된 경우 위치 측정 유닛은 긴 시간 간격마다 위치 정보를 획득할 수 있다. 위치 측정 유닛의 위치 정보 획득을 위한 시간 간격은 변경될 수 있다.The position measuring unit may acquire position information at predetermined time intervals. Here, the time interval may vary depending on the installation location of the sensor module 100 . For example, when the sensor module 100 is installed in a moving object such as a ship, the position measuring unit may acquire position information at short time intervals. On the other hand, when the sensor module 100 is installed in a fixed body such as a port, the position measurement unit may acquire position information at long time intervals. The time interval for obtaining the location information of the location measuring unit may be changed.

자세 측정 유닛은 센서 모듈(100)이나 이미지 생성 유닛 등 센서 모듈(100)에 포함된 구성의 자세를 측정할 수 있다. 일 예로, 자세 측정 유닛은 관성측정장비(Inertial Measurement Unit, IMU)일 수 있다.The posture measuring unit may measure the posture of components included in the sensor module 100 such as the sensor module 100 or the image generating unit. For example, the posture measurement unit may be an inertial measurement unit (IMU).

자세 측정 유닛은 미리 정해진 시간 간격마다 자세 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 시간 간격은 센서 모듈(100)의 설치 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(100)이 선박 등 이동체에 설치된 경우 자세 측정 유닛은 짧은 시간 간격마다 자세 정보를 획득할 수 있다. 반면, 센서 모듈(100)이 항만 등 고정체에 설치된 경우 자세 측정 유닛은 긴 시간 간격마다 자세 정보를 획득할 수 있다. 자세 측정 유닛의 자세 정보 획득을 위한 시간 간격은 변경될 수 있다.The posture measuring unit may acquire posture information at predetermined time intervals. Here, the time interval may vary depending on the installation location of the sensor module 100 . For example, when the sensor module 100 is installed in a moving object such as a ship, the posture measuring unit may acquire posture information at short time intervals. On the other hand, when the sensor module 100 is installed in a fixed body such as a port, the posture measuring unit may acquire posture information at long time intervals. The time interval for acquiring the posture information of the posture measuring unit may be changed.

케이싱은 이미지 생성 유닛, 위치 측정 유닛, 자세 측정 유닛 등 센서 모듈을 보호할 수 있다.The casing may protect a sensor module such as an image generating unit, a position measuring unit, and a posture measuring unit.

케이싱의 내부에는 이미지 생성 유닛, 위치 측정 유닛, 자세 측정 유닛 중 적어도 하나가 존재할 수 있다. 케이싱은 내부에 존재하는 이미지 생성 유닛 등의 장비가 염수에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 또는, 케이싱은 내부에 존재하는 장비에 가해지는 충격을 방지하거나 완화시켜 이를 보호할 수 있다.At least one of an image generating unit, a position measuring unit, and a posture measuring unit may be present inside the casing. The casing may prevent equipment such as an image generating unit existing therein from being corroded by salt water. Alternatively, the casing may protect it by preventing or mitigating the impact applied to the equipment existing therein.

내부에 이미지 생성 유닛 등을 포함하기 위하여 케이싱의 내부에 공동이 형성될 수 있다. 예를 들어, 케이싱은 내부가 비어있는 직육면체 형상일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 내부에 이미지 생성 유닛 등이 배치될 수 있는 다양한 형상으로 제공될 수 있다.A cavity may be formed in the interior of the casing to contain an image generating unit or the like therein. For example, the casing may have a rectangular parallelepiped shape with an empty interior, but is not limited thereto and may be provided in various shapes in which an image generating unit or the like can be disposed.

케이싱의 내부에 이미지 생성 유닛이 배치되는 경우, 이미지 생성 유닛의 시야 확보를 위해 케이싱의 일 영역에 개폐구가 형성되거나 케이싱의 일 영역을 유리 등 투명한 물질로 형성할 수 있다. 이미지 생성 유닛은 상기 개폐구 또는 투명한 영역을 통해 선박 주변 및 항만을 촬상할 수 있다.When the image generating unit is disposed inside the casing, an opening may be formed in one area of the casing or a transparent material such as glass may be formed in one area of the casing to secure a view of the image generating unit. The image generating unit may image the perimeter of the vessel and the harbor through the opening or transparent area.

케이싱은 이미지 생성 유닛 등을 외부 충격으로부터 보호하기 위해 강인한 소재로 제공될 수 있다. 또는, 케이싱은 염분으로 인한 부식을 방지하기 위하여 해수용 합금 등의 소재로 제공될 수 있다.The casing may be provided with a strong material to protect the image generating unit or the like from external impact. Alternatively, the casing may be provided with a material such as an alloy for seawater in order to prevent corrosion due to salt.

케이싱은 이미지 생성 유닛의 이물질을 제거하기 위한 장비를 포함할 수 있다. 일 예로, 케이싱에 포함된 와이퍼를 통해 이미지 생성 유닛의 표면에 달라붙은 이물질을 물리적으로 제거할 수 있다. 여기서, 상기 와이퍼는 이물질을 제거하려는 표면에 밀착할 수 있도록 상기 표면과 동일하거나 유사한 곡률을 갖는 선형 또는 판형으로 제공될 수 있다. 다른 예로, 케이싱에 포함된 액체 스프레이를 통해 물이나 워셔액을 도포하여 이물질을 제거하거나 도포 후 와이퍼를 이용하여 이물질을 물리적으로 제거할 수 있다.The casing may include equipment for removing foreign substances from the image generating unit. For example, foreign substances adhering to the surface of the image generating unit may be physically removed through a wiper included in the casing. Here, the wiper may be provided in a linear or plate shape having the same or similar curvature as the surface so as to be in close contact with the surface to remove foreign substances. As another example, foreign substances may be removed by applying water or washer liquid through a liquid spray included in the casing, or the foreign substances may be physically removed using a wiper after application.

이물질 제거 장비는 수동으로 가동될 수 있지만, 자동으로도 가동될 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 시간 간격으로 이물질 제거 장비가 동작할 수 있다. 또는, 이미지 생성 유닛에 이물질이 달라 붙었는지 여부를 감지하는 센서를 이용하여 이물질 제거 장비를 동작시킬 수 있다. 또는, 이미지 생성 유닛이 촬상한 이미지를 이용하여, 상기 이미지에 이물질이 촬상되었는지 여부를 판단한 후, 이물질이 존재한다고 판단되는 경우에 이물질 제거 장비를 동작시킬 수 있다. 여기서, 이미지에 이물질이 촬상되었는지 여부는 인공 신경망(artificial neural network)을 통하여 판단될 수도 있을 것이다.The debris removal equipment can be operated manually, but can also be operated automatically. For example, the foreign material removal equipment may operate at a predetermined time interval. Alternatively, the foreign material removal device may be operated using a sensor that detects whether a foreign material has adhered to the image generating unit. Alternatively, after determining whether a foreign material is captured in the image by using the image captured by the image generating unit, the foreign material removal device may be operated when it is determined that the foreign material is present. Here, whether a foreign material is captured in the image may be determined through an artificial neural network.

하나의 센서 모듈(100)은 2개 이상의 동일한 카메라를 포함하는 등 복수의 동일한 장비를 포함할 수도 있다.One sensor module 100 may include a plurality of identical equipment, such as including two or more identical cameras.

제어 모듈(200)은 이미지 분석을 수행할 수 있다. 또한, 센서 모듈(100)을 통해 각종 데이터를 수신하는 동작, 출력 장치를 통해 각종 출력을 출력하는 동작, 메모리에 각종 데이터를 저장하거나 메모리로부터 각종 데이터를 획득하는 동작 등이 제어 모듈(200)의 제어에 의해 수행될 수 있다. 이하에서는 본 명세서의 실시예로 개시되는 각종 동작이나 단계들은 별도의 언급이 없는 이상 제어 모듈(200)에 의해 수행되거나 제어 모듈(200)의 제어에 의해 수행되는 것으로 해석될 수 있다.The control module 200 may perform image analysis. In addition, the operation of receiving various data through the sensor module 100, the operation of outputting various outputs through the output device, the operation of storing various data in the memory or acquiring various data from the memory, etc. It can be done by control. Hereinafter, various operations or steps disclosed in the embodiments of the present specification may be interpreted as being performed by the control module 200 or being performed by the control of the control module 200 unless otherwise specified.

제어 모듈(200)의 예로는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor, DSP), 상태 기계(state machine), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 무선 주파수 집적 회로(Radio-Frequency Integrated Circuit, RFIC) 및 이들의 조합 등이 있을 수 있다.Examples of the control module 200 include a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a digital signal processing unit (DSP), a state machine, an on-demand There may be a semiconductor (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), a Radio-Frequency Integrated Circuit (RFIC), and a combination thereof.

통신 모듈(300)은 장치(10)로부터 외부로 정보를 송신하거나 외부로부터 정보를 수신할 수 있다. 통신 모듈(300)은 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 통신 모듈(300)은 양방향(bi-directional) 또는 단방향 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 통신 모듈(300)을 통해 외부 출력 장치로 정보를 전달하여 제어 모듈(200)이 수행한 제어 결과를 외부 출력 장치를 통해 출력할 수 있다. 또한, 통신 모듈(300)은 선박을 관제하는 해상교통관제시스템(VTS, Vessel Traffic Service)으로부터 선박과 관련된 VTS 정보 또는 CITS(Costal Intelligent Transport System) 정보를 수신할 수 있다.The communication module 300 may transmit information from the device 10 to the outside or receive information from the outside. The communication module 300 may perform wired or wireless communication. The communication module 300 may perform bi-directional or unidirectional communication. For example, the device 10 may transmit information to an external output device through the communication module 300 to output a control result performed by the control module 200 through the external output device. In addition, the communication module 300 may receive vessel-related VTS information or CITS (Costal Intelligent Transport System) information from a Vessel Traffic Service (VTS) that controls the vessel.

센서 모듈(100), 제어 모듈(200) 및 통신 모듈(300)은 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 모듈 내에서 각종 정보의 처리와 연산을 수행하고, 모듈을 구성하는 다른 구성 요소를 제어할 수 있다. 제어부는 물리적으로는 전기 신호를 처리하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있다. 모듈은 물리적으로 단일한 제어부만을 포함할 수도 있으나, 이와 달리 복수의 제어부를 포함할 수도 있다. 일 예로, 제어부는 하나의 컴퓨팅 수단에 탑재되는 하나 또는 복수의 프로세서(processor)일 수 있다. 다른 예로, 제어부는 물리적으로 이격된 서버(server)와 터미널(terminal)에 탑재되어 통신을 통해 협업하는 프로세서들로 제공될 수도 있다. 제어부의 예로는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor, DSP), 상태 기계(state machine), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 무선 주파수 집적 회로(Radio-Frequency Integrated Circuit, RFIC) 및 이들의 조합 등이 있을 수 있다.The sensor module 100 , the control module 200 , and the communication module 300 may include a control unit. The control unit may process and calculate various types of information within the module, and may control other components constituting the module. The control unit may be provided in the form of an electronic circuit that physically processes an electrical signal. A module may include only a single control unit physically, or may include a plurality of control units. For example, the control unit may be one or a plurality of processors mounted on one computing means. As another example, the control unit may be mounted on a physically separated server and a terminal and provided to processors that cooperate through communication. Examples of the control unit include a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a digital signal processing unit (DSP), a state machine, and an application specific Integrated Circuit (ASIC), Radio-Frequency Integrated Circuit (RFIC), and combinations thereof.

센서 모듈(100), 제어 모듈(200) 및 통신 모듈(300)은 통신부를 포함할 수 있다. 상기 모듈들은 통신부를 통해 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(100)은 외부로부터 획득한 정보를 그 통신부를 통해 송신하고, 제어 모듈(200)은 그 통신부를 통해 센서 모듈(100)이 송신한 정보를 수신할 수 있다. 통신부는 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 통신부는 양방향(bi-directional) 또는 단방향 통신을 수행할 수 있다.The sensor module 100 , the control module 200 , and the communication module 300 may include a communication unit. The modules may transmit/receive information through a communication unit. For example, the sensor module 100 may transmit information obtained from the outside through the communication unit, and the control module 200 may receive information transmitted by the sensor module 100 through the communication unit. The communication unit may perform wired or wireless communication. The communication unit may perform bi-directional or unidirectional communication.

센서 모듈(100), 제어 모듈(200) 및 통신 모듈(300)은 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 각종 프로세싱 프로그램, 프로그램의 프로세싱을 수행하기 위한 파라미터 또는 이러한 프로세싱 결과 데이터 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 학습 및/또는 추론에 필요한 데이터, 학습이 진행중이거나 학습된 인공 신경망 등을 저장할 수 있다. 메모리는 비휘발성 반도체 메모리, 하드 디스크, 플래시 메모리, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 또는 그 외에 유형의(tangible) 비휘발성의 기록 매체 등으로 구현될 수 있다.The sensor module 100 , the control module 200 , and the communication module 300 may include a memory. The memory may store various processing programs, parameters for performing processing of the programs, or data as a result of such processing. For example, the memory may store data required for learning and/or inference, an artificial neural network in progress or learned, and the like. Memory includes non-volatile semiconductor memory, hard disk, flash memory, random access memory (RAM), read only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), or other tangible, non-volatile recording media. etc. can be implemented.

모니터링 장치(10)는 2개 이상의 센서 모듈(100)을 포함하는 등 복수의 동일한 모듈을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하나의 장치(10)가 2개의 센서 모듈(100)을 포함하고, 각 센서 모듈(100)이 다시 2개의 카메라를 포함할 수도 있다.The monitoring device 10 may include a plurality of identical modules, such as including two or more sensor modules 100 . For example, one device 10 may include two sensor modules 100 , and each sensor module 100 may include two cameras again.

도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 모니터링 장치의 실시예에 관한 도면이다.2 and 3 are diagrams related to an embodiment of a monitoring device according to an embodiment.

도 2를 참고하면, 모니터링 장치(10)는 센서 모듈(100) 및 제어 모듈(200)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(100)은 카메라(130)를 통해 이미지를 생성하고, 통신부(110)를 통해 이미지를 제어 모듈(200)로 송신할 수 있다. 또한, 센서 모듈(100)의 제어부(120)는 후술할 시점 변환을 수행하여 이미지의 시점을 변환시킬 수 있다. 제어 모듈(200)은 통신부(210)를 통해 센서 모듈(100)로부터 이미지를 수신하고, 제어부(220)를 통해 후술할 위치/이동 정보 추정 및 이미지 정합 등 이미지 분석을 수행할 수 있다. 또한, 제어 모듈(200)은 통신부(210)를 통해 클라우드 서버로 위치/이동 정보 및 정합된 이미지 등 분석 결과를 송신할 수 있다. 클라우드 서버는 제어 모듈(200)로부터 수신한 분석 결과를 스마트폰, 태블릿, PC 등 사용자 단말로 전송하거나 사용자 단말로부터 인스트럭션을 수신할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the monitoring device 10 may include a sensor module 100 and a control module 200 . The sensor module 100 may generate an image through the camera 130 and transmit the image to the control module 200 through the communication unit 110 . In addition, the controller 120 of the sensor module 100 may convert the viewpoint of the image by performing viewpoint transformation, which will be described later. The control module 200 may receive an image from the sensor module 100 through the communication unit 210 , and perform image analysis such as estimating position/movement information and image matching, which will be described later, through the control unit 220 . Also, the control module 200 may transmit an analysis result such as location/movement information and a matched image to the cloud server through the communication unit 210 . The cloud server may transmit the analysis result received from the control module 200 to a user terminal, such as a smartphone, tablet, or PC, or receive an instruction from the user terminal.

도 3을 참고하면, 모니터링 장치(10)는 센서 모듈(100)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(100)은 카메라(130)를 통해 이미지를 생성하고, 통신부(110)를 통해 클라우드 서버로 이미지를 전송할 수 있다. 또한, 센서 모듈(100)의 제어부(120)는 후술할 시점 변환을 수행하여 이미지의 시점을 변환시킬 수 있다. 클라우드 서버는 센서 모듈(100)로부터 이미지를 수신하고, 후술할 위치/이동 정보 추정 및 이미지 정합 등 이미지 분석을 수행할 수 있다. 또한, 클라우드 서버는 이미지 분석의 결과를 스마트폰, 태블릿, PC 등 사용자 단말로 전송하거나 사용자 단말로부터 인스트럭션을 수신할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the monitoring device 10 may include a sensor module 100 . The sensor module 100 may generate an image through the camera 130 and transmit the image to the cloud server through the communication unit 110 . In addition, the controller 120 of the sensor module 100 may convert the viewpoint of the image by performing viewpoint transformation, which will be described later. The cloud server may receive an image from the sensor module 100 and perform image analysis such as position/movement information estimation and image registration, which will be described later. In addition, the cloud server may transmit the image analysis result to a user terminal such as a smartphone, tablet, or PC or receive an instruction from the user terminal.

도 1 내지 도 3에서 도시하는 장치(10)는 예시에 불과하며 장치(10)의 구성이 이에 한정되지는 않는다.The apparatus 10 illustrated in FIGS. 1 to 3 is merely an example, and the configuration of the apparatus 10 is not limited thereto.

일 예로, 장치(10)는 출력 모듈(400)을 포함할 수 있다. 출력 모듈(400)은 제어 모듈(200)에 의해 수행된 연산의 결과 등을 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력 모듈(400)은 분석 결과를 출력할 수 있다. 출력 모듈(400)은 예시적으로 디스플레이, 스피커, 신호 출력 회로 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우 정보를 사용자 단말 등 외부 출력 장치로 전달하여 외부 출력 장치가 정보를 출력하는 것 외에 출력 모듈(400)을 통해 정보를 출력할 수도 있을 것이다.As an example, the device 10 may include an output module 400 . The output module 400 may output a result of an operation performed by the control module 200 , and the like. For example, the output module 400 may output an analysis result. The output module 400 may be, for example, a display, a speaker, a signal output circuit, and the like, but is not limited thereto. In this case, information may be output through the output module 400 in addition to transmitting information to an external output device such as a user terminal and the external output device outputting information.

다른 예로, 장치(10)는 센서 모듈을 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우 제어 모듈(200)은 외부 센서 장치로부터 정보를 전달받아 이미지 분석을 수행하는 등 이미지 기반 모니터링 동작을 수행할 수 있을 것이다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 선박이나 항만에 이미 설치된 AIS, 카메라, 라이다, 레이다 등으로부터 정보를 전달받아 이미지 분석을 수행할 수 있다.As another example, the device 10 may not include a sensor module. In this case, the control module 200 may receive information from an external sensor device and perform an image-based monitoring operation, such as performing image analysis. For example, the control module 200 may perform image analysis by receiving information from an AIS, a camera, a lidar, a radar, etc. already installed in a ship or a port.

또한, 도 1 내지 도 3의 각 구성이 수행하는 단계는 반드시 해당 구성이 수행해야 하는 것은 아니고 다른 구성에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 위의 도 2에서는 센서 모듈(100)의 제어부(120)가 시점 변환을 수행하는 것으로 기재하였으나, 제어 모듈(200)의 제어부(220) 또는 클라우드 서버가 시점 변환을 수행할 수도 있다.In addition, the steps performed by each configuration of FIGS. 1 to 3 are not necessarily performed by the corresponding configuration and may be performed by other configurations. For example, in FIG. 2 above, although it has been described that the control unit 120 of the sensor module 100 performs viewpoint transformation, the control unit 220 of the control module 200 or the cloud server may perform viewpoint transformation. .

이하에서는 모니터링 장치(10) 및 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the monitoring apparatus 10 and the method will be described in more detail.

이미지 기반 모니터링을 위한 이미지 획득은 센서 모듈(100)을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(100)에 포함된 이미지 생성 유닛을 통해 이미지를 획득할 수 있다. 또는, 전술한 바와 같이 외부 센서 장치로부터 이미지를 획득할 수도 있다. 선박 및 항만 모니터링을 위한 이미지는 바다, 선박, 부표, 장애물, 지형, 항만, 하늘, 건물 등을 포함하는 것이 일반적일 것이다. 이하에서는 주로 가시광선 카메라를 통해 획득한 이미지를 분석하여 모니터링하는 것에 대해 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.Image acquisition for image-based monitoring may be performed through the sensor module 100 . For example, an image may be acquired through an image generating unit included in the sensor module 100 . Alternatively, as described above, an image may be acquired from an external sensor device. Images for vessel and port monitoring will generally include sea, vessel, buoy, obstacle, terrain, port, sky, building, and the like. Hereinafter, the analysis and monitoring of an image acquired through a visible light camera will be mainly described, but the present invention is not limited thereto.

이미지 생성 유닛에 따라 시야각(FOV, Field of View) 및 피사계 심도(depth of field)가 달라질 수 있다. 도 4는 일 실시예에 따른 시야각 및 피사계 심도에 관한 도면이다. 도 4를 참고하면, 시야각(FOV)은 좌우 또는 상하로 어느 정도의 범위까지 이미지에 포함되는지를 의미할 수 있고, 일반적으로는 각도(angle, degree)로 표현된다. 시야각이 더 크다는 의미는 좌우로 더 큰 폭의 영역을 포함하는 이미지를 생성하거나, 상하로 더 큰 폭의 영역을 포함하는 이미지를 생성하는 것을 의미할 수 있다. 피사계 심도는 이미지의 초점이 맞은 것으로 인식되는 거리 범위를 의미할 수 있고, 피사계 심도가 깊다는 의미는 이미지의 초점이 맞은 것으로 인식되는 거리 범위가 넓다는 것을 의미할 수 있다. 도 4를 참고하면, 피사계 심도(DOF)에 따라 이미지는 초점이 맞은 것으로 인식되는 영역(A1) 및 그 외의 영역(A2)을 포함할 수 있다. 이하에서는 이미지가 포함하고 있는 영역을 촬상 영역(A1 + A2), 초점이 맞은 것으로 인식되는 영역을 유효 영역(A1)이라 하고, 이미지 분석 및 모니터링은 유효 영역에 기초하여 수행될 수 있지만 촬상 영역 전체에 기초하여 수행되거나 촬상 영역의 일부에 기초하여 수행될 수도 있으므로, 이미지 분석 및 모니터링을 수행하기 위해 이용되는 영역을 모니터링 영역이라고 한다.A field of view (FOV) and a depth of field may vary according to an image generating unit. 4 is a view of a viewing angle and a depth of field according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 4 , a field of view (FOV) may mean to what extent an image is included in an image horizontally or vertically, and is generally expressed as an angle (degree, degree). A larger viewing angle may mean generating an image including areas having a larger width left and right or generating an image including areas having a larger width up and down. The depth of field may mean a range of distances recognized as being in focus of the image, and the meaning of a deep depth of field may mean that the range of distances recognized as being in focus of the image is wide. Referring to FIG. 4 , according to the depth of field (DOF), the image may include an area A1 recognized as being in focus and an area A2 other than that. Hereinafter, an area included in the image is referred to as an imaging area (A1 + A2), and an area recognized as being in focus is referred to as an effective area (A1). Image analysis and monitoring may be performed based on the effective area, but the entire imaging area Since it may be performed based on , or based on a part of the imaging area, an area used to perform image analysis and monitoring is referred to as a monitoring area.

시야각이 크고 피사계 심도가 얕은 카메라의 예로 광각 카메라가 있다. 시야각이 작고 피사계 심도가 깊은 카메라의 예로는 고배율 카메라, 줌 카메라가 있다.An example of a camera with a large field of view and a shallow depth of field is a wide-angle camera. Examples of cameras with a small field of view and a deep depth of field include high magnification cameras and zoom cameras.

센서 모듈(100)은 항만 내의 조명탑, 크레인, 선박 등 그 위치나 자세에 제한이 없이 설치될 수 있고, 그 개수에도 제한이 없다. 다만, 센서 모듈(100)의 종류 및 성능 등 특성에 따라 그 설치 위치나 개수가 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(100)이 카메라인 경우, 센서 모듈(100)은 효율적인 모니터링을 위해 수면에서 15m 이상의 고도에 설치되거나, 서로 다른 촬상 영역을 갖도록 복수가 설치될 수 있다. 또한, 센서 모듈(100)의 위치 및 자세는 설치 시 또는 설치 후에 수동 또는 자동으로 조절될 수도 있다.The sensor module 100 may be installed without limitation in its position or posture, such as a lighting tower, a crane, a ship, etc. in a port, and there is no limitation in the number. However, the installation location or number of the sensor module 100 may vary according to characteristics such as the type and performance of the sensor module 100 . For example, when the sensor module 100 is a camera, the sensor module 100 may be installed at an altitude of 15 m or more above the water surface for efficient monitoring, or a plurality of sensor modules may be installed to have different imaging areas. In addition, the position and posture of the sensor module 100 may be manually or automatically adjusted during or after installation.

라이다의 시야각은 이미지 생성 유닛(일 예로, 카메라)의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩될 수 있다. 예를 들어, 라이다의 시야각(FOV)은 카메라의 시야각보다 작을 수 있다. 후술하겠지만, 이러한 경우 라이다 데이터가 획득되지 않은 라이다의 시야각 밖의 라이다 데이터는 카메라로부터 획득된 이미지를 이용하여 추정될 수 있다. The viewing angle of the lidar may at least partially overlap with the viewing angle of the image generating unit (eg, a camera). For example, the field of view (FOV) of the lidar may be smaller than the field of view of the camera. As will be described later, in this case, lidar data outside the viewing angle of lidar for which lidar data is not acquired may be estimated using an image acquired from a camera.

도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 센서 모듈의 설치 위치에 관한 도면이다. 도 5 및 도 6을 참고하면, 센서 모듈(100)은 항만 또는 육지와 같이 고정된 위치에 설치되거나, 선박 등과 같이 이동하는 물체에 설치될 수 있다. 여기서, 센서 모듈(100)이 선박에 설치되는 경우, 도 6과 같이 모니터링의 대상이 되는 선박(이하 “타겟 선박”이라 함)에 설치될 수 있고, 도 5와 같이 타겟 선박의 접안 또는 이안을 보조하는 예인선 등 모니터링의 대상이 아닌 제3의 선박에 설치될 수도 있다. 이 외에도, 센서 모듈(100)은 드론 등에 설치되어 타겟 선박을 모니터링할 수 있다.5 and 6 are views of an installation position of a sensor module according to an embodiment. 5 and 6 , the sensor module 100 may be installed at a fixed location, such as a port or on land, or installed on a moving object, such as a ship. Here, when the sensor module 100 is installed in a vessel, it may be installed in a vessel to be monitored as shown in FIG. 6 (hereinafter referred to as a “target vessel”), and berthing or berthing of the target vessel as shown in FIG. 5 It may be installed on a third vessel that is not subject to monitoring, such as an auxiliary tugboat. In addition, the sensor module 100 may be installed on a drone or the like to monitor a target vessel.

모니터링 장치(10)의 다른 구성 요소는 센서 모듈(100)과 함께 또는 이와 별도의 장소에 설치될 수 있다. Other components of the monitoring device 10 may be installed together with the sensor module 100 or at a location separate from it.

전술한 바와 같이 이미지 기반 모니터링을 위한 이미지 분석은 오브젝트 특성을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 오브젝트의 예로는 선박, 항만, 부표, 바다, 지형, 하늘, 건물, 사람, 동물, 불, 연기 등이 있을 수 있다. 오브젝트 특성의 예로는 오브젝트의 종류, 오브젝트의 위치, 오브젝트까지의 거리, 오브젝트의 절대적 및 상대적인 속력 및 속도 등이 있을 수 있다.As described above, image analysis for image-based monitoring may include acquiring object characteristics. Examples of the object may include a ship, port, buoy, sea, terrain, sky, building, person, animal, fire, smoke, and the like. Examples of object characteristics may include the type of object, the position of the object, the distance to the object, absolute and relative speed and speed of the object, and the like.

이미지 기반 모니터링을 위한 이미지 분석은 주변 상황을 인식/판단하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 분석은 항만에 불이 난 이미지로부터 화재 상황이 발생한 것을 판단하거나, 예정되지 않은 시간에 항만에 들어온 사람이 촬상된 이미지로부터 침입자가 들어온 것을 판단하는 것일 수 있다. 다른 예를 들어, 이미지 분석은 연기가 존재하는 이미지로부터 화재를 감지하는 것을 포함할 수 있다.Image analysis for image-based monitoring may include recognizing/judging a surrounding situation. For example, the image analysis may be to determine that a fire situation has occurred from an image of a fire in the port, or to determine that an intruder has entered the port from an image captured by a person entering the port at an unscheduled time. For another example, image analysis may include detecting a fire from an image in which smoke is present.

이미지 기반 모니터링을 위한 이미지 분석은 제어 모듈(200)이나 각 모듈(100, 200)에 포함된 제어부(120, 220)를 통해 수행될 수 있다.Image analysis for image-based monitoring may be performed through the control module 200 or the controllers 120 and 220 included in each of the modules 100 and 200 .

장치(10)는 오브젝트를 인식할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 이미지에 포함된 오브젝트를 인식할 수 있다. 일 예로, 장치(10)는 이미지에 선박, 예인선, 바다, 항만 등의 오브젝트가 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 오브젝트 인식은 이미지의 어떤 위치에 오브젝트가 존재하는지를 판단하는 것일 수 있다.The device 10 may recognize an object. For example, the device 10 may recognize an object included in an image. For example, the device 10 may determine whether an object such as a ship, a tugboat, the sea, or a port is included in the image. Here, the object recognition may be determining at which position in the image the object exists.

도 7 내지 도 9는 일 실시예에 따른 오브젝트 인식 단계에 관한 도면이다.7 to 9 are diagrams of an object recognition step according to an exemplary embodiment.

도 7은 카메라가 촬상한 이미지이고, 오브젝트 인식 단계를 통해 도 8 또는 도 9와 같이 오브젝트를 인식할 수 있다. 7 is an image captured by a camera, and an object may be recognized as in FIG. 8 or 9 through the object recognition step.

구체적으로, 도 8은 이미지의 각 픽셀 별로 해당 픽셀이 어떠한 오브젝트에 대응되는지를 나타낸 것으로, 세그멘테이션(segmentation)이라고도 한다. 이 경우 오브젝트 인식 단계는 세그멘테이션 단계를 의미할 수 있을 것이다. 세그멘테이션을 통해 이미지로부터 이미지상의 픽셀에 대응되는 특성을 할당하거나 산출할 수 있다. 이는 픽셀에 특성이 할당 또는 라벨링(labelling)되었다고 얘기할 수도 있을 것이다. 도 7 및 도 8을 참고하면, 도 7 의 카메라로 촬상된 이미지에 기초한 세그멘테이션을 수행하여 도 8과 같은 세그멘테이션 이미지를 획득할 수 있다. 도 8에서, 제1 픽셀 영역(P1)은 선박에 대응되는 픽셀의 이미지상의 영역이고, 제2 픽셀 영역(P2)은 바다, 제3 픽셀 영역(P3)은 항만의 안벽, 제4 픽셀 영역(P4)은 지형, 제5 픽셀 영역(P5)은 하늘에 대응되는 픽셀의 이미지상의 영역이다.Specifically, FIG. 8 shows which object the corresponding pixel corresponds to for each pixel of the image, which is also referred to as segmentation. In this case, the object recognition step may mean a segmentation step. Through segmentation, a characteristic corresponding to a pixel on the image may be assigned or calculated from the image. It could be said that a characteristic has been assigned or labeled to a pixel. 7 and 8 , a segmentation image as shown in FIG. 8 may be obtained by performing segmentation based on an image captured by the camera of FIG. 7 . In FIG. 8 , the first pixel area P1 is the area on the image of the pixel corresponding to the ship, the second pixel area P2 is the sea, the third pixel area P3 is the quay wall of the harbor, and the fourth pixel area ( P4) is the terrain, and the fifth pixel area P5 is an area on the image of a pixel corresponding to the sky.

도 8 에서는 세그멘테이션을 수행하여 이미지상의 각 픽셀에 대응되는 오브젝트의 종류에 대한 정보를 산출하는 것을 도시하였으나, 세그멘테이션을 통해 획득할 수 있는 정보가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 오브젝트의 위치, 좌표, 거리, 방향 등의 특성 또한 세그멘테이션을 통해 획득할 수 있을 것이다. 이 경우 서로 다른 특성은 독립적으로 표현될 수도 있고, 동시에 반영하여 표현될 수도 있다.Although FIG. 8 illustrates that information on the type of object corresponding to each pixel on an image is calculated by performing segmentation, information obtainable through segmentation is not limited thereto. For example, characteristics such as position, coordinates, distance, and direction of an object may also be acquired through segmentation. In this case, different characteristics may be expressed independently or may be expressed by reflecting them at the same time.

표 1은 일 실시예에 따른 오브젝트의 종류 및 거리에 대한 정보를 동시에 반영한 라벨링에 관한 표이다. 표 1을 참고하면, 오브젝트의 종류 및 거리에 대한 정보를 함께 고려하여 클래스를 설정하고, 각 클래스 별로 식별값을 할당할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트의 종류에 대한 정보인 지형과 거리에 대한 정보인 근거리를 함께 고려하여 2번 식별값을 할당할 수 있다. 표 1은 종류에 대한 정보와 거리에 대한 정보를 함께 고려한 경우의 일 예이고, 이 외에 방향 정보, 장애물 이동 방향, 속도, 항로 표지 등 다른 정보 또한 함께 고려될 수 있다. 또한, 모든 식별값이 복수의 정보를 포함해야 하는 것은 아니고, 같은 종류의 정보를 포함해야 하는 것도 아니다. 예를 들어, 특정 식별값은 종류에 대한 정보만 포함하고(예를 들어, 식별값 1은 거리에 대한 정보를 포함하지 않음) 다른 식별값은 종류 및 거리에 대한 정보를 포함하는 등 경우에 따라 다양한 방식으로 표현될 수 있다. 다른 예를 들어, 클래스는 예인선, 밧줄, 선박의 측면 및 갑판 등 다른 클래스가 추가되거나 다른 클래스로 수정되어도 무방하다.Table 1 is a table related to labeling in which information on the type and distance of an object is simultaneously reflected, according to an embodiment. Referring to Table 1, a class may be set in consideration of information on the type and distance of an object, and an identification value may be assigned to each class. For example, the second identification value may be assigned in consideration of both topography, which is information about the type of an object, and short distance, which is information about distance. Table 1 is an example in which type information and distance information are considered together. In addition, other information such as direction information, obstacle movement direction, speed, and route mark may also be considered. Also, not all identification values need to include a plurality of pieces of information, nor do they need to include the same type of information. For example, a specific identification value contains only information about the type (eg, identification value 1 does not include information about the distance) and another identification value contains information about the type and distance, etc. It can be expressed in various ways. For another example, other classes such as tugs, ropes, sides and decks of ships may be added or modified to other classes.

식별값identification value 클래스class 00 하늘 및 기타sky and others 1One 바다Sea 22 지형 + 근거리terrain + close range 33 지형 + 중거리Terrain + Medium 44 지형 + 원거리Terrain + Ranged 55 고정 장애물 + 근거리Fixed obstacle + close range 66 고정 장애물 + 중거리Fixed obstacle + medium range 77 고정 장애물 + 원거리Fixed Obstacle + Ranged 88 동적 장애물 + 근거리Dynamic obstacles + close range 99 동적 장애물 + 중거리Dynamic Obstacle + Medium Range 1010 동적 장애물 + 원거리Dynamic Obstacle + Ranged

도 9는 이미지의 어떤 위치에 오브젝트가 존재하는지를 바운딩 박스(bounding box)로 표시한 것으로, 디텍션(detection)이라고도 한다. 이 경우 오브젝트 인식 단계는 디텍션 단계를 의미할 수 있을 것이다. 세그멘테이션과 비교하면, 디텍션은 이미지의 각 픽셀 별로 특성을 산출하는 것이 아닌 오브젝트가 어느 위치에 포함되어 있는지를 박스 형태로 검출하는 것으로 볼 수 있다. 도 7 및 도 9를 참고하면, 도 7 의 카메라로 촬상된 이미지에 기초한 디텍션을 수행하여 도 9와 같은 디텍션 이미지를 획득할 수 있다. 도 9에서, 이미지상에서 선박을 검출하고 선박의 위치를 사각형의 바운딩 박스(BB)로 표현한 것을 볼 수 있다. 도 9에는 하나의 오브젝트만을 디텍션하는 것으로 도시하였으나, 하나의 이미지로부터 2 이상의 오브젝트를 디텍션할 수도 있다.9 is a diagram showing a position of an object in an image with a bounding box, which is also referred to as detection. In this case, the object recognition step may mean a detection step. Compared with segmentation, detection can be viewed as detecting the position of an object in the form of a box, rather than calculating a characteristic for each pixel of an image. 7 and 9 , a detection image as shown in FIG. 9 may be obtained by performing detection based on an image captured by the camera of FIG. 7 . In FIG. 9 , it can be seen that a vessel is detected on the image and the position of the vessel is expressed as a rectangular bounding box BB. Although it is illustrated in FIG. 9 that only one object is detected, two or more objects may be detected from one image.

세그멘테이션 및 디텍션은 인공 신경망을 이용하여 수행될 수 있다. 하나의 인공 신경망을 통해 세그멘테이션/디텍션을 수행할 수도 있고, 복수의 인공 신경망을 이용하여 각각의 인공 신경망이 세그멘테이션/디텍션을 수행하고 이 결과를 조합하여 최종 결과를 산출할 수도 있다.Segmentation and detection may be performed using an artificial neural network. Segmentation/detection may be performed through one artificial neural network, or each artificial neural network may perform segmentation/detection using a plurality of artificial neural networks, and the final result may be calculated by combining the results.

인공 신경망이란 인간의 신경망 구조를 본떠 만든 알고리즘의 일종으로, 하나 이상의 노드 또는 뉴런(neuron)을 포함하는 하나 이상의 레이어를 포함할 수 있고 각각의 노드는 시냅스(synapse)를 통해 연결될 수 있다. 인공 신경망에 입력된 데이터(입력 데이터)는 시냅스를 통해 노드를 거쳐 출력(출력 데이터)될 수 있고, 이를 통해 정보를 획득할 수 있다.An artificial neural network is a kind of algorithm modeled after the structure of a human neural network, and may include one or more nodes or one or more layers including neurons, and each node may be connected through a synapse. Data input to the artificial neural network (input data) may be output (output data) through a node through a synapse, and information may be obtained through this.

인공 신경망의 종류로는 필터를 이용해 특징을 추출하는 합성곱신경망(convolution neural network, CNN) 및 노드의 출력이 다시 입력으로 피드백 되는 구조를 갖는 순환인공신경망(recurrent neural network, RNN)이 있고, 제한된 볼츠만 머신(restricted Boltzmann machine, RBM), 심층신뢰신경망(deep belief network, DBN), 생성대립신경망(generative adversarial network, GAN), 관계형 네트워크(relation networks, RN) 등 다양한 구조가 적용될 수 있고 제한이 있는 것은 아니다.Types of artificial neural networks include a convolutional neural network (CNN) that extracts features using a filter and a recurrent neural network (RNN) that has a structure in which the output of a node is fed back as an input. Various structures such as restricted Boltzmann machine (RBM), deep belief network (DBN), generative adversarial network (GAN), relational network (RN), etc. can be applied and have limitations. it is not

인공 신경망을 이용하기 전에 학습시키는 단계가 필요하다. 또는, 인공 신경망을 이용하며 학습시킬 수 있다. 이하에서는 인공신경망을 학습시키는 단계를 학습 단계, 이용하는 단계를 추론 단계로 표현하기로 한다. Before using the artificial neural network, it is necessary to train it. Alternatively, training may be performed using an artificial neural network. Hereinafter, the step of learning the artificial neural network will be expressed as a learning step, and the step of using the artificial neural network will be expressed as an inference step.

인공 신경망은 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning), 강화 학습(reinforcement learning), 모방 학습(imitation learning) 등 다양한 방법을 통해 학습될 수 있다.The artificial neural network may be learned through various methods such as supervised learning, unsupervised learning, reinforcement learning, and imitation learning.

도 10 및 도 11은 일 실시예에 따른 인공 신경망의 학습 단계 및 추론 단계에 관한 도면이다.10 and 11 are diagrams of a learning step and an inference step of an artificial neural network according to an embodiment.

도 10은 인공 신경망의 학습 단계의 일 실시예로, 학습되지 않은 인공 신경망이 학습 데이터 또는 훈련 데이터(training data)를 입력 받아 출력 데이터를 출력하고, 출력 데이터와 라벨링 데이터(labelling data)를 비교하여 그 오차의 역전파를 통해 인공 신경망을 학습시킬 수 있다. 학습 데이터, 출력 데이터, 라벨링 데이터는 이미지일 수 있다. 라벨링 데이터는 실측 자료(ground truth)를 포함할 수 있다. 또는, 라벨링 데이터는 사용자 또는 프로그램을 통하여 생성된 자료일 수 있다.10 is an embodiment of the learning step of the artificial neural network, in which the untrained artificial neural network receives learning data or training data and outputs the output data, and compares the output data with the labeling data. The artificial neural network can be trained through the backpropagation of the error. The training data, output data, and labeling data may be images. The labeling data may include ground truth. Alternatively, the labeling data may be data generated by a user or a program.

도 11은 인공 신경망의 추론 단계의 일 실시예로, 학습된 인공 신경망이 입력 데이터를 입력 받아 출력 데이터를 출력할 수 있다. 학습 단계에서의 학습 데이터의 정보에 따라 추론 단계에서 추론 가능한 정보가 달라질 수 있다. 또한, 인공 신경망의 학습 정도에 따라 출력 데이터의 정확성이 달라질 수 있다.11 is an example of an inference step of an artificial neural network, and a learned artificial neural network may receive input data and output output data. According to the information of the learning data in the learning stage, information that can be inferred in the inference stage may vary. Also, the accuracy of output data may vary according to the learning degree of the artificial neural network.

오브젝트의 인식은 상술한 기재에 한정되지 않고 다른 방식으로 구현되어도 무방하다. 예를 들어, 설명의 편의를 위해 오브젝트의 인식에 식별값이 사용되는 것으로 설명하였으나, 식별값은 인덱스의 하나의 종류로 사용되는 것에 불과하다. 일 예로, 오브젝트의 인식에는 값이 아닌 벡터 형태의 인덱스가 사용될 수 있고, 인공 신경망의 학습 데이터, 출력 데이터, 라벨링 데이터는 벡터 형태의 데이터일 수 있다. The recognition of the object is not limited to the above description and may be implemented in other ways. For example, although it has been described that the identification value is used for object recognition for convenience of description, the identification value is only used as one type of index. For example, a vector type index may be used for object recognition, and the training data, output data, and labeling data of the artificial neural network may be vector type data.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 선박에 대한 접안 가이드 정보를 제공할 수 있다. 접안 가이드 정보는 선박의 접안에 이용될 수 있고 도선사나 선장 등 사용자의 접안을 보조하거나 가이드하기 위한 정보를 의미할 수 있다. 접안 가이드 정보는 거리/속도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 거리/속도에 대한 정보의 예로는 좌표와 같은 절대적 위치, 특정 기준으로부터의 상대적 위치, 임의의 지점으로부터의 거리, 거리 범위, 방향, 절대적 속도, 상대적 속도, 속력 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment, device 10 may provide berthing guide information for a vessel. The berthing guide information may be used in the berthing of a ship and may refer to information for assisting or guiding the berthing of a user such as a pilot or a captain. The eyepiece guide information may include information about distance/velocity. Examples of the distance/velocity information include, but are not limited to, an absolute position such as coordinates, a relative position from a specific reference, a distance from an arbitrary point, a distance range, a direction, an absolute velocity, a relative velocity, a velocity, and the like.

거리/속도에 대한 정보는 소정의 영역이나 포인트를 기준으로 추정될 수 있다. 일 예로, 선박과 안벽 사이의 거리는 선박의 일 포인트와 안벽의 일 포인트 사이의 거리를 산출함으로써 추정되거나, 선박의 일 포인트와 안벽과의 최단 거리를 산출함으로써 추정될 수 있다. 다른 예로, 선박 사이의 간격은 제1 선박의 일 포인트와 제2 선박의 일 포인트 사이의 거리를 산출함으로써 추정될 수 있다. 선박의 일 포인트는 바다와 접하는 선박의 일 지점에 대응되거나 선박의 선수 또는 선미에 대응될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The distance/velocity information may be estimated based on a predetermined area or point. For example, the distance between the ship and the quay wall may be estimated by calculating the distance between one point of the ship and one point of the quay wall, or may be estimated by calculating the shortest distance between one point of the ship and the quay wall. As another example, the distance between the vessels may be estimated by calculating a distance between a point of the first vessel and a point of the second vessel. One point of the ship may correspond to a point of the ship in contact with the sea or may correspond to the bow or stern of the ship, but is not limited thereto.

거리/속도에 대한 정보는 소정의 거리값, 방향값 및 속도값 등으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 거리 정보는 1m, 2m 등으로 표현될 수 있고, 방향 정보는 10°, 20° 등으로 표현될 수 있고, 속도 정보는 5cm/s, 10cm/s 등으로 표현될 수 있다. The distance/speed information may be expressed as a predetermined distance value, a direction value, a speed value, and the like. For example, distance information may be expressed as 1 m, 2 m, etc., direction information may be expressed as 10°, 20°, etc., and speed information may be expressed as 5 cm/s, 10 cm/s, or the like.

거리/속도에 대한 정보는 일정 범위를 갖는 복수의 카테고리에 대응되는 인덱스(index)로 표현될 수 있다. 예를 들어, 거리 정보는 근거리, 중거리 및 원거리 등으로 표현될 수 있고, 방향 정보는 좌측 방향, 정면 방향 및 우측 방향 등으로 표현될 수 있고, 속도 정보는 저속, 중속, 고속 등으로 표현될 수 있다. 이를 조합하여 좌측 근거리, 우측 원거리 등으로 표현하는 것도 가능할 것이다.The distance/velocity information may be expressed as an index corresponding to a plurality of categories having a predetermined range. For example, distance information may be expressed in short-range, medium-distance, and long-distance, direction information may be expressed in a left direction, a front direction, and a right direction, and speed information may be expressed in low speed, medium speed, high speed, etc. there is. It may be possible to combine these to express the left near field, the right far field, and the like.

도 12는 일 실시예에 따른 접안 가이드 정보를 설명하기 위한 도면이다. 도 12의 (a)를 참고하면, 접안 가이드 정보는 선박(OBJ1)과 안벽(OBJ2) 사이의 접안 가이드 정보(f1, f2) 및 선박(OBJ1)과 다른 선박(OBJ3, OBJ4) 사이의 접안 가이드 정보(f3, f4)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 선박(OBJ1)과 안벽(OBJ2) 사이의 접안 가이드 정보(f1, f2)는 선박(OBJ1)의 안벽(OBJ2)과의 거리/속도에 대한 정보를 포함할 수 있고, 선박(OBJ1)과 다른 선박(OBJ3, OBJ4) 사이의 접안 가이드 정보(f3, f4)는 선박(OBJ1)의 다른 선박(OBJ3, OBJ4)과의 거리/속도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 도 12의 (b)를 참고하면, 선박(OBJ1)과 안벽(OBJ2) 사이의 접안 가이드 정보(f1, f2)는 선박(OBJ1)의 해수면과 접하는 영역에 대응되는 영역인 경계 영역과 안벽(OBJ2) 사이의 정보일 수 있다. 경계 영역은 선박과 해수면이 접하는 라인 또는 포인트뿐만 아니라 그 근방의 일정 영역을 포함할 수 있다. 또한, 선박(OBJ1)과 다른 선박(OBJ3, OBJ4) 사이의 접안 가이드 정보는 선박(OBJ1, OBJ3, OBJ4)의 선수/선미에 대응되는 소정의 영역 사이의 정보일 수 있고, 여기서 상기 소정의 영역은 선박(OBJ1, OBJ3, OBJ4)의 선수/선미 포인트뿐만 아니라 그 근방의 일정 영역을 의미할 수도 있다.12 is a view for explaining eyepiece guide information according to an embodiment. Referring to Figure 12 (a), the berthing guide information is the berthing guide information between the vessel (OBJ1) and the quay wall (OBJ2) (f1, f2) and the vessel (OBJ1) and the other vessel (OBJ3, OBJ4) between the berthing guide It may include information f3 and f4. Specifically, the berthing guide information f1 and f2 between the vessel OBJ1 and the quay wall OBJ2 may include information about the distance/speed with the quay wall OBJ2 of the vessel OBJ1, and the vessel OBJ1 The berthing guide information (f3, f4) between the and other vessels (OBJ3, OBJ4) may include information about the distance/speed of the vessel (OBJ1) and the other vessels (OBJ3, OBJ4). Referring to FIG. 12 (b), the berthing guide information f1 and f2 between the vessel OBJ1 and the quay wall OBJ2 is an area corresponding to an area in contact with the sea level of the vessel OBJ1, a boundary region and a quay wall OBJ2 ) may be information between The boundary area may include not only a line or point where the ship and the sea level come into contact with each other, but also a predetermined area near the line or point. In addition, the berthing guide information between the vessel (OBJ1) and the other vessels (OBJ3, OBJ4) may be information between a predetermined area corresponding to the bow/stern of the vessel (OBJ1, OBJ3, OBJ4), where the predetermined area may mean not only the bow/stern point of the ships OBJ1, OBJ3, OBJ4, but also a certain area in the vicinity thereof.

선박(OBJ1)과 안벽(OBJ2) 사이의 접안 가이드 정보(f1, f2)는 도 12에 도시된 바와 같이 두 개의 접안 가이드 정보를 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 하나의 접안 가이드 정보 또는 셋 이상의 접안 가이드 정보를 포함할 수 있다. 또한, 선박(OBJ1)과 다른 선박(OBJ3, OBJ4) 사이의 접안 가이드 정보(f3, f4)는 도 12에 도시된 바와 같이 두 선박 사이에 하나의 접안 가이드 정보를 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 두 선박 사이에 둘 이상의 접안 가이드 정보를 포함할 수 있다. 전술한 정보는 선박의 이안에 이용되는 경우 이안 가이드 정보라 지칭될 수도 있을 것이다.The berthing guide information f1 and f2 between the vessel OBJ1 and the quay wall OBJ2 may include, but is not limited to, two eyepiece guide information as shown in FIG. 12, but one eyepiece guide information or three or more It may include berthing guide information. In addition, the berthing guide information f3, f4 between the vessel OBJ1 and the other vessels OBJ3, OBJ4 may include one berthing guide information between the two vessels as shown in FIG. 12, but is limited thereto No, it may include two or more berthing guide information between two ships. The above-described information may be referred to as eye guide information when used in the eye of the vessel.

도 13은 일 실시예에 따른 선박과 안벽 사이의 접안 가이드 정보를 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining information on the berthing guide between the ship and the quay wall according to an embodiment.

상기 접안 가이드 정보는 해수면 높이/해수면 상에서의 정보일 수 있다. 예를 들어, 접안 가이드 정보(f5)는 해수면 높이에서의 선박(OBJ1)과 안벽(OBJ2) 사이의 거리/속도에 대한 정보를 포함할 수 있다.The eyepiece guide information may be information on sea level/sea level. For example, the berthing guide information f5 may include information about the distance/speed between the vessel OBJ1 and the quay wall OBJ2 at sea level.

상기 접안 가이드 정보는 지면 높이(또는 안벽 높이)에서의 정보일 수 있다. 예를 들어, 접안 가이드 정보(f6)는 안벽(OBJ2) 높이에서의 선박(OBJ1)과 안벽(OBJ2) 사이의 거리/속도에 대한 정보를 포함할 수 있다.The eyepiece guide information may be information at the ground level (or the height of the quay wall). For example, the eyepiece guide information f6 may include information about the distance/velocity between the vessel OBJ1 and the quay wall OBJ2 at the height of the quay wall OBJ2 .

상기 접안 가이드 정보는 소정의 높이에서의 정보일 수 있다. 여기서, 소정의 높이는 도 13에 도시된 접안 가이드 정보(f7)와 같이 해수면 높이와 안벽 높이 사이일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The eyepiece guide information may be information at a predetermined height. Here, the predetermined height may be between the height of the sea level and the height of the quay wall, as in the eyepiece guide information f7 shown in FIG. 13, but is not limited thereto.

선박과 안벽 사이의 접안 가이드 정보는 선박(OBJ1)과 안벽(OBJ2)에 설치된 방충재(fender, OBJ6) 사이의 정보(f8)일 수 있다. 선박(OBJ1)은 접안 시 방충재(OBJ6)와 충돌하거나 정박 시 방충재(OBJ6)와 접하므로 선박(OBJ1)과 방충재(OBJ6) 사이의 거리/속도에 대한 정보(f8)를 획득하는 것이 유리할 수 있다. 도 13에서는 방충재(OBJ6)가 해수면보다 높은 위치에 설치된 것으로 도시되었으나, 방충재(OBJ6)의 적어도 일부가 바다(OBJ5)에 잠기도록 설치될 수 있고, 이 경우 접안 가이드 정보는 해수면 높이에서의 선박과 방충재 사이의 거리/속도에 대한 정보를 포함할 수 있을 것이다.The berthing guide information between the vessel and the quay wall may be information f8 between the fenders (fender, OBJ6) installed on the vessel (OBJ1) and the quay wall (OBJ2). Since the ship (OBJ1) collides with the insect repellent (OBJ6) when berthing or comes into contact with the insect repellent (OBJ6) when anchored, it is important to obtain information (f8) on the distance/speed between the ship (OBJ1) and the insect repellent (OBJ6). can be advantageous In FIG. 13, although the insect repellent (OBJ6) is shown to be installed at a position higher than sea level, at least a portion of the insect repellent (OBJ6) may be installed to be submerged in the sea (OBJ5), in this case the berthing guide information is at sea level. It may include information about the distance/speed between the vessel and the insect repellent.

선박과 다른 선박 사이의 접안 가이드 정보는 해수면 높이에서의 선박과 다른 선박 사이의 거리/속도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 선박과 다른 선박 사이의 접안 가이드 정보는 소정의 높이에서의 선박과 다른 선박 사이의 거리/속도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 소정의 높이는 선체의 형태를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 소정의 높이는 선박이 다른 선박 방향으로 돌출된 영역의 높이일 수 있다. 이 경우 선박 사이의 충돌 가능성을 보다 정확히 파악하여 접안 가이드에 유리할 수 있다.The berthing guide information between the vessel and the other vessel may include information on the distance/speed between the vessel and the other vessel at sea level. The berthing guide information between the vessel and the other vessel may include information on the distance/speed between the vessel and the other vessel at a predetermined height. Here, the predetermined height may be determined in consideration of the shape of the hull. For example, the predetermined height may be the height of a region in which the vessel protrudes in the direction of another vessel. In this case, it may be advantageous to the berthing guide by more accurately grasping the possibility of collision between ships.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 접안 가이드 정보를 라이다 데이터에 기초하여 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 획득된 라이다 데이터에 포함된 라이다 포인트들의 3차원 좌표를 이용하여 오브젝트와의 거리/속도를 산출할 수 있다. 오브젝트의 예로는 선박, 바다 및 육지, 항만, 안벽, 부표, 지형, 하늘, 건물, 사람, 동물 등이 있을 수 있다. According to an embodiment, the device 10 may calculate the eyepiece guide information based on the lidar data. For example, the device 10 may calculate the distance/velocity to the object by using the three-dimensional coordinates of the lidar points included in the obtained lidar data. Examples of objects may include ships, seas and land, ports, quays, buoys, terrain, sky, buildings, people, animals, and the like.

일 실시예에 따르면, 접안 가이드 정보는 이미지에 기초하여 산출될 수 있다. 여기서, 이미지는 카메라와 같은 이미지 생성 유닛이 생성한 이미지이거나 이로부터 이미지 세그멘테이션 등을 통해 처리된 이미지일 수 있다. 예를 들어, 오브젝트로써 선박, 바다 및 육지를 포함하는 이미지에 기초하여 선박의 거리/속도에 대한 정보를 산출하거나 상기 이미지로부터 세그멘테이션을 통해 생성된 세그멘테이션 이미지에 기초하여 선박의 거리/속도에 대한 정보를 산출할 수 있다. 오브젝트의 예로는 선박, 바다 및 육지 외에 항만, 안벽, 부표, 지형, 하늘, 건물, 사람, 동물 등이 있을 수 있다. According to an embodiment, the eyepiece guide information may be calculated based on the image. Here, the image may be an image generated by an image generating unit such as a camera or an image processed through image segmentation therefrom. For example, information on distance/velocity of a ship is calculated based on an image including a ship, sea, and land as objects, or information on distance/speed of a ship based on a segmentation image generated from the image through segmentation can be calculated. Examples of the object may include a port, a quay wall, a buoy, a terrain, a sky, a building, a person, an animal, etc. in addition to a ship, sea, and land.

이하에서는 접안 가이드 정보를 추정하는 오브젝트를 타겟 오브젝트라 한다. 예를 들어, 위의 예에서는 선박이 타겟 오브젝트일 수 있다. 또한, 타겟 오브젝트는 복수일 수 있다. 예를 들어, 이미지에 포함된 복수의 선박 각각에 대해 그 거리나 속도 등을 추정하는 경우 복수의 선박이 타겟 오브젝트일 수 있다.Hereinafter, an object for estimating eyepiece guide information is referred to as a target object. For example, in the above example, a ship may be a target object. Also, there may be a plurality of target objects. For example, when estimating a distance or speed of each of a plurality of ships included in an image, the plurality of ships may be a target object.

일 실시예에 따르면, 접안 가이드 정보는 이미지 픽셀을 기반으로 산출될 수 있다. 전술한 바와 같이 포인트를 기준으로 접안 가이드 정보를 산출하는 경우, 이미지 상에서 포인트는 픽셀에 대응될 수 있다. 따라서, 접안 가이드 정보는 이미지 픽셀 사이의 간격에 기초하여 산출될 수 있다. According to an embodiment, the eyepiece guide information may be calculated based on image pixels. As described above, when the eyepiece guide information is calculated based on the point, the point on the image may correspond to a pixel. Accordingly, the eyepiece guide information may be calculated based on the spacing between image pixels.

포인트 사이의 거리에 대한 정보는 픽셀 사이의 간격에 기초하여 산출될 수 있다. 일 예로, 하나의 픽셀 간격마다 일정 거리를 할당하고 픽셀 사이의 간격에 비례하여 포인트 사이의 거리를 산출할 수 있다. 다른 예로, 픽셀의 이미지상에서의 좌표값을 바탕으로 픽셀 사이의 거리를 산출하고 이에 기초하여 포인트 사이의 거리를 산출할 수 있다.Information on the distance between points may be calculated based on the distance between pixels. For example, a predetermined distance may be allocated to each pixel interval, and the distance between points may be calculated in proportion to the interval between pixels. As another example, the distance between pixels may be calculated based on the coordinate values of the pixels on the image, and the distance between points may be calculated based on this.

포인트 사이의 속도에 대한 정보는 포인트 사이의 거리에 대한 정보의 변화에 기초하여 산출될 수 있다. 이 경우 복수의 이미지 또는 영상 프레임에 기초하여 이동 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 이전 프레임에서의 포인트 사이의 거리와 현재 프레임에서의 포인트 사이의 거리 및 프레임 사이의 시간 간격에 기초하여 포인트 사이의 속도에 대한 정보를 산출할 수 있다. The information on the speed between points may be calculated based on a change in the information on the distance between the points. In this case, movement information may be calculated based on a plurality of images or image frames. For example, information on the speed between points may be calculated based on the distance between points in the previous frame, the distance between points in the current frame, and the time interval between frames.

도 14는 일 실시예에 따른 접안 가이드 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 접안 가이드 정보를 획득하는 단계는 카메라 등 이미지 생성 유닛이 생성한 이미지를 획득하는 단계(도 14의 (a)), 상기 이미지에 대해 이미지 세그멘테이션을 수행하여 세그멘테이션 이미지(또는 세그멘테이션 이미지를 시각화한 이미지)를 생성하는 단계(도 14의 (b)), 상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 접안 가이드 정보를 산출하는 포인트를 찾는 단계(도 14의 (c)) 및 상기 포인트에 대응되는 접안 가이드 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 도 14에서는 세그멘테이션 이미지로부터 접안 가이드 정보를 산출하는 방법에 대해 기재하였으나 이는 실시예에 불과하고 세그멘테이션 이미지를 생성하는 단계 없이 이미지 생성 유닛이 생성한 이미지에 기초하여 포인트를 찾고 접안 가이드 정보를 산출할 수도 있을 것이다.14 is a view for explaining a method of obtaining eyepiece guide information according to an embodiment. The step of acquiring the eyepiece guide information is a step of acquiring an image generated by an image generating unit such as a camera (FIG. 14 (a)), and performing image segmentation on the image to perform image segmentation (or an image obtained by visualizing the segmentation image) generating ((b) of FIG. 14), finding a point for calculating eyepiece guide information based on the segmentation image ((c) of FIG. 14) and calculating eyepiece guide information corresponding to the point may include In FIG. 14 , a method for calculating eyepiece guide information from a segmentation image has been described, but this is only an embodiment, and without a step of generating a segmentation image, a point is found based on the image generated by the image generating unit and the eyepiece guide information may be calculated. There will be.

접안 가이드 정보를 획득하는 단계는 이미지의 시점을 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접안 가이드 정보를 획득하는 단계는 이미지 생성 유닛이 생성한 이미지를 획득하는 단계 이후에 상기 이미지에 대해 시점 변환을 수행하는 단계를 거쳐 시점 변환된 이미지에 대해 세그멘테이션을 수행하여 세그멘테이션 이미지를 생성하거나, 세그멘테이션 이미지를 생성하는 단계 이후에 상기 세그멘테이션 이미지에 대해 시점 변환을 수행하는 단계를 거쳐 시점 변환된 세그멘테이션 이미지에 대해 접안 가이드 정보를 산출할 수 있다. 이하에서는 시점 변환에 대해 설명한다.Acquiring the eyepiece guide information may include converting a viewpoint of the image. For example, the step of acquiring the eyepiece guide information may include, after the step of acquiring the image generated by the image generating unit, performing viewpoint transformation on the image, and performing segmentation on the viewpoint transformed image to obtain a segmented image. Or, after the step of generating the segmented image, by performing a viewpoint transformation on the segmented image, it is possible to calculate eyepiece guide information for the viewpoint-converted segmented image. Hereinafter, viewpoint transformation will be described.

일반적으로 카메라 등 이미지 생성 유닛이 생성하는 이미지는 원근 시점(perspective view)로 나타날 수 있다. 이를 탑 뷰(top view, 평면 시점), 측면 시점(side view), 다른 원근 시점 등으로 변환하는 것을 시점 변환이라 할 수 있다. 물론, 탑 뷰나 측면 시점 이미지를 다른 시점으로 변환할 수도 있으며, 이미지 생성 유닛이 탑 뷰 이미지나 측면 시점 이미지 등을 생성할 수도 있고 이 경우 시점 변환이 수행될 필요가 없을 수도 있다.In general, an image generated by an image generating unit such as a camera may be displayed as a perspective view. Converting this into a top view (planar view), a side view, another perspective view, etc. may be referred to as view transformation. Of course, a top view or a side view image may be converted into another view, and the image generating unit may generate a top view image or a side view image, etc. In this case, it may not be necessary to perform view point conversion.

도 15는 일 실시예에 따른 시점 변환에 관한 도면이다. 도 15의 (a)를 참고하면, 원근 시점 이미지의 시점 변환을 통해 다른 원근 시점 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 안벽(OBJ2)이 이미지 상에서 수평 방향(이미지 상에서 좌우 방향)을 따라 위치하도록 시점 변환을 수행할 수 있다. 도 15의 (b)를 참고하면, 원근 시점 이미지의 시점 변환을 통해 탑 뷰 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 탑 뷰 이미지는 해수면과 수직한 방향에서 해수면을 내려다 본 뷰일 수 있다. 또한, 도 15의 (a)와 마찬가지로 안벽(OBJ2)이 이미지 상에서 수평 방향을 따라 위치하도록 시점 변환을 수행할 수 있다.15 is a diagram of viewpoint transformation according to an embodiment. Referring to (a) of FIG. 15 , another perspective view image may be acquired through viewpoint transformation of the perspective view image. Here, viewpoint conversion may be performed so that the quay wall OBJ2 is positioned along a horizontal direction (left and right direction on the image) on the image. Referring to (b) of FIG. 15 , a top view image may be obtained through viewpoint transformation of a perspective viewpoint image. Here, the top view image may be a view looking down at the sea level in a direction perpendicular to the sea level. Also, as in (a) of FIG. 15 , viewpoint conversion may be performed so that the quay wall OBJ2 is positioned along the horizontal direction on the image.

시점 변환을 통해 접안 가이드 정보 산출 시 용이성, 편의성 및 정확성 향상을 도모할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 기반 거리 산출의 경우 탑 뷰 이미지를 이용하면 픽셀 사이의 간격에 대응되는 거리가 이미지 전체 또는 적어도 일부 영역에 대해 동일해질 수 있다.It is possible to improve the ease, convenience, and accuracy when calculating the eyepiece guide information through viewpoint conversion. For example, in the case of pixel-based distance calculation, if a top-view image is used, a distance corresponding to an interval between pixels may be the same for the entire image or at least a partial region.

시점 변환의 일 예로 역투영 변환(Inverse Projective Mapping, IPM)을 수행할 수 있다. 2차원 이미지는 3차원 공간 상의 피사체에서 반사된 빛이 카메라의 렌즈를 통해 이미지 센서에 입사되어 생성되고, 2차원과 3차원의 관계는 이미지 센서와 렌즈에 의존하며, 예를 들어 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.As an example of the viewpoint transformation, inverse projection transformation (IPM) may be performed. A two-dimensional image is generated when light reflected from a subject in a three-dimensional space is incident on an image sensor through the lens of the camera, and the relationship between two dimensions and three dimensions depends on the image sensor and lens, for example, Equation 1 and can be expressed together.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, 좌변의 행렬은 2차원 이미지 좌표, 우변의 첫 번째 행렬은 내부 파라미터(intrinsic parameter), 두 번째 행렬은 외부 파라미터(extrinsic parameter), 세 번째 행렬은 3차원 좌표를 의미한다. 구체적으로, fx 및 fy는 초점 거리(focal length), cx 및 cy는 주점(principal point), r 및 t는 각각 회전 및 평행이동 변환 파라미터를 의미한다.Here, the matrix on the left side means two-dimensional image coordinates, the first matrix on the right side means internal parameters, the second matrix means external parameters, and the third matrix means three-dimensional coordinates. Specifically, fx and fy denote focal lengths, cx and cy denote principal points, and r and t denote rotation and translation transformation parameters, respectively.

2차원 이미지를 역투영 변환을 통해 3차원 상의 임의의 평면에 투영시켜 그 시점을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 원근 시점 이미지를 역투영 변환을 통해 탑 뷰 이미지로 변환하거나, 다른 원근 시점 이미지로 변환할 수 있다.By projecting a two-dimensional image on an arbitrary plane in three dimensions through inverse projection transformation, the viewpoint can be changed. For example, a perspective view image may be converted into a top view image through inverse projection transformation, or may be converted into another perspective view image.

시점 변환을 위해서 내부 파라미터가 필요할 수 있다. 내부 파라미터를 구하는 방법의 일 예로 Zhang 방법을 이용할 수 있다. Zhang 방법은 다항식 모델(polynomial model)의 일종으로 격자의 크기를 알고 있는 격자판을 다양한 각도와 거리에서 촬영하여 내부 파라미터를 획득하는 방법이다.Internal parameters may be required for viewpoint transformation. As an example of a method for obtaining an internal parameter, the Zhang method may be used. The Zhang method is a type of polynomial model, and is a method of acquiring internal parameters by photographing a grid with a known size at various angles and distances.

시점 변환을 위해서 이미지를 촬상한 이미지 생성 유닛/센서 모듈의 위치 및/또는 자세에 대한 정보가 필요할 수 있다. 이러한 정보는 위치 측정 유닛 및 자세 측정 유닛으로부터 획득될 수 있다.Information on the position and/or posture of the image generating unit/sensor module capturing the image may be required for viewpoint transformation. Such information may be obtained from the position measuring unit and the posture measuring unit.

또는, 이미지에 포함된 고정체의 위치에 기초하여 위치 및/또는 자세에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 시점에 이미지 생성 유닛은 제1 위치 및/또는 제1 자세로 배치되고, 지형이나 건물 등과 같이 고정된 객체인 타겟 고정체를 포함하는 제1 이미지를 생성할 수 있다. 이 후, 제2 시점에 이미지 생성 유닛은 상기 타겟 고정체를 포함하는 제2 이미지를 생성할 수 있다. 제1 이미지 상에서의 타겟 고정체의 위치 및 제2 이미지 상에서의 타겟 고정체의 위치를 비교하여 제2 시점에서의 이미지 생성 유닛의 위치 및/또는 자세인 제2 위치 및/또는 제2 자세를 산출할 수 있다.Alternatively, information on the position and/or posture may be acquired based on the position of the fixture included in the image. For example, at a first time point, the image generating unit may generate a first image including a target fixture that is disposed at a first position and/or a first posture and is a fixed object such as a terrain or a building. Thereafter, at a second time point, the image generating unit may generate a second image including the target fixture. Comparing the position of the target fixture on the first image and the position of the target fixture on the second image to calculate a second position and/or a second posture that is the position and/or posture of the image generating unit at the second time point can do.

시점 변환을 위한 위치 및/또는 자세에 대한 정보의 획득은 미리 정해진 시간 간격으로 수행될 수 있다. 여기서, 상기 시간 간격은 이미지 생성 유닛/센서 모듈의 설치 위치에 의존할 수 있다. 예를 들어, 이미지 생성 유닛/센서 모듈이 선박 등 이동체에 설치된 경우 짧은 시간 간격마다 위치 및/또는 자세에 대한 정보가 획득되어야 할 필요성이 존재할 수 있다. 반면, 이미지 생성 유닛/센서 모듈이 항만 등 고정체에 설치된 경우 상대적으로 긴 시간 간격으로 위치 및/또는 자세에 대한 정보를 획득하거나 초기에 한 번만 획득할 수도 있다. 크레인과 같이 이동과 고정이 반복되는 경우, 이동 후에만 위치 및/또는 자세에 대한 정보를 획득하는 방식으로 구현될 수도 있을 것이다. 또한, 이러한 위치 및/또는 자세에 대한 정보 획득을 위한 시간 간격은 변경될 수도 있다.Acquisition of information on a position and/or posture for viewpoint transformation may be performed at predetermined time intervals. Here, the time interval may depend on an installation position of the image generating unit/sensor module. For example, when the image generating unit/sensor module is installed in a moving object such as a ship, there may be a need to obtain information on the position and/or posture at short time intervals. On the other hand, when the image generating unit/sensor module is installed in a fixed body such as a port, information on the position and/or posture may be acquired at relatively long time intervals or may be initially acquired only once. When moving and fixing are repeated like a crane, it may be implemented in a manner that acquires information about a position and/or posture only after moving. In addition, the time interval for obtaining information on such a position and/or posture may be changed.

장치(10)는 기준 평면에 기초하여 이미지를 시점 변환할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 안벽이 위치하고, 해수면과 평행인 평면을 기준 평면으로 이미지를 시점 변환할 수 있다. 여기서, 기준 평면은 산출되는 해수면 높이에 의존할 수 있다. 물론, 장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않으며, 해수면, 안벽이 위치한 평면 외의 선박의 일부분(일예로 갑판 높이의 기준 평면) 등 다른 평면을 기준 평면으로 이미지를 시점 변환해도 무방하다.The device 10 may transform the image based on the reference plane. For example, the device 10 may view-convert an image from a plane in which a quay wall is located and parallel to the sea level to a reference plane. Here, the reference plane may depend on the calculated sea level height. Of course, the device 10 is not limited to the above description, and the view of the image may be converted into a reference plane on another plane such as sea level, a part of the ship other than the plane where the quay wall is located (for example, the reference plane of the deck height).

또한, 전술한 시점 변환 방법은 예시에 불과하고 이와 다른 방법으로 시점 변환을 수행할 수도 있으며, 시점 변환 정보는 전술한 식 1의 행렬, 파라미터, 좌표, 위치 및/또는 자세에 대한 정보 등 시점 변환을 위해 필요한 정보를 포함한다.In addition, the above-described viewpoint transformation method is merely an example, and viewpoint transformation may be performed in a different way. The viewpoint transformation information includes information about the matrix, parameters, coordinates, position and/or posture of Equation 1 described above, such as viewpoint transformation. contains the necessary information for

장치(10)는 선박 및/또는 항만 모니터링을 위해 해수면 높이를 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 획득한 센서 데이터로부터 해수면 높이를 산출할 수 있고, 산출된 해수면 높이를 선박 또는 항만의 모니터링을 위해 이용할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 카메라 이미지의 시점 변환 또는 역투영 변환 시, 해수면 높이를 투영 평면까지의 높이 정보로 사용할 수 있다. 다른 예를 들어, 장치(10)는 카메라 이미지의 정합용 영상 변환 시, 해수면 높이를 변수로 사용할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 장치(10)는 라이다 데이터와 카메라 이미지를 융합 시, 해수면 높이를 데이터 변환의 변수로 사용할 수 있다.Device 10 may calculate sea level height for vessel and/or port monitoring. For example, the device 10 may calculate the sea level height from the acquired sensor data, and use the calculated sea level height for monitoring of a ship or a port. For example, the device 10 may use the sea level height as height information up to the projection plane during viewpoint transformation or inverse projection transformation of the camera image. As another example, the device 10 may use the sea level height as a variable when converting an image for matching a camera image. As another example, the device 10 may use the sea level height as a data conversion variable when the lidar data and the camera image are fused.

도 16은 일 실시예에 따른 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다. 16 is a flowchart of a method for calculating a sea level height according to an exemplary embodiment.

도 16을 참고하면 일 실시예에 따른 해수면 높이 산출 방법은 센서 데이터를 획득하는 단계(S1000) 및 해수면 높이를 계산하는 단계(S2000)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16 , the method for calculating the sea level height according to an embodiment may include obtaining sensor data ( S1000 ) and calculating the sea level height ( S2000 ).

장치(10)는 센서 데이터를 획득할 수 있다(S1000). The device 10 may acquire sensor data (S1000).

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 카메라로부터 이미지를 획득할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 바다 쪽을 향해 선석에 설치된 카메라로부터 이미지를 획득할 수 있다. 일 예로, 장치(10)는 바다에 대한 이미지를 획득할 수 있고, 선박이 있는 경우에는 선박에 대한 이미지도 함께 획득할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may obtain an image from a camera. For example, the device 10 may acquire an image from a camera installed on a berth toward the sea. For example, the device 10 may acquire an image of the sea, and if there is a ship, it may also acquire an image of the ship.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 라이다 센서로부터 라이다 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 바다 쪽을 향해 선석에 설치된 라이다 센서로부터 라이다 데이터를 획득할 수 있다. 일 예로, 장치(10)는 바다에 대한 라이다 데이터를 획득할 수 있고, 선박이 선석에 진입하는 경우에는 선박에 대한 라이다 데이터도 함께 획득할 수 있다. According to an embodiment, the device 10 may obtain lidar data from a lidar sensor. For example, the device 10 may acquire lidar data from a lidar sensor installed on a berth toward the sea. For example, the device 10 may acquire lidar data for the sea, and when the vessel enters the berth, it may also acquire lidar data for the vessel.

일 실시예에 따르면 라이다 센서는 이미지를 획득하는 카메라가 촬상하는 영역과 대응되는 영역에 대하여 라이다 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 라이다 센서는 이미지를 획득하는 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 가질 수 있다. According to an embodiment, the lidar sensor may acquire lidar data for an area corresponding to an area captured by a camera acquiring an image. For example, the lidar sensor may have a field of view that at least partially overlaps with a field of view of a camera that acquires the image.

도 17은 일 실시예에 따른 센서 데이터의 획득의 일 예시이다. 도 17을 참고하면, 일 실시예에 따른 장치(10)는 선석 주변에 설치된 라이다 및 카메라로부터 동일한 영역에 대한 센서 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 라이다 및 카메라는 선석을 향해 또는 선석을 바라보며 부두에 설치되어 선석이 위치하는 영역에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 여기서, 라이다의 시야각은 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩될 수 있다.17 is an example of acquisition of sensor data according to an embodiment. Referring to FIG. 17 , the device 10 according to an embodiment may acquire sensor data for the same area from the lidar and the camera installed around the berth. For example, the lidar and the camera may be installed on the pier toward or looking at the berth to acquire data on an area where the berth is located. Here, the viewing angle of the lidar may at least partially overlap with the viewing angle of the camera.

도 17(a)를 참고하면, 장치(10)는 바다에 대한 이미지를 획득할 수 있고, 선박이 있는 경우에는 선박에 대한 이미지도 함께 획득할 수 있다.Referring to FIG. 17( a ), the device 10 may acquire an image of the sea, and if there is a ship, it may also acquire an image of the ship.

도 17(b)를 참고하면, 장치(10)는 바다에 대한 라이다 데이터를 획득할 수 있고, 선박이 선석에 진입하는 경우에는 선박에 대한 라이다 데이터도 함께 획득할 수 있다. 라이다 데이터는 라이다 센서에 의해 캡쳐된 복수의 라이다 포인트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 라이다 데이터는 수직 또는 수평 채널별 복수의 라이다 포인트들을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 17(b) , the device 10 may acquire lidar data for the sea, and when the vessel enters the berth, it may also acquire lidar data for the vessel. The lidar data may include a plurality of lidar points captured by lidar sensors. For example, the lidar data may include a plurality of lidar points for each vertical or horizontal channel.

장치(10)는 획득한 라이다 데이터에서 선박 또는 바다에 대응하는 라이다 포인트들을 이용하여 선박 또는 바다 표면과의 거리를 알 수 있고, 이를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다.The device 10 may know the distance from the surface of the ship or the sea using lidar points corresponding to the vessel or the sea from the acquired lidar data, and may calculate the sea level height using this.

장치(10)는 해수면 높이를 계산할 수 있다(S2000).The device 10 may calculate the sea level height (S2000).

장치(10)는 획득한 센서 데이터를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 바다 쪽을 향해 선석에 설치된 카메라 및 라이다 센서로부터 얻은 센서 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. The device 10 may calculate the sea level height by using the acquired sensor data. For example, the device 10 may calculate the sea level height by using at least one of a camera installed on a berth toward the sea and sensor data obtained from a lidar sensor.

일 예로, 장치(10)는 획득된 라이다 데이터에 포함된 라이다 포인트들의 3차원 좌표를 이용하여 바다 표면과의 거리를 구하고 이를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. 장치(10)는 바다 표면과의 거리와 라이다 센서의 설치 위치, 설치 각도 등을 고려하여 해수면의 높이를 계산할 수 있다. 다른 일 예로, 장치(10)는 획득된 라이다 데이터에 포함된 라이다 포인트들의 3차원 좌표를 이용하여 바다 표면과 접하는 선박의 영역과의 거리를 구하고 이를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. 장치(10)는 바다 표면과 접하는 선박의 영역과의 거리와 라이다 센서의 설치 위치, 설치 각도 등을 고려하여 해수면의 높이를 계산할 수 있다. As an example, the device 10 may obtain a distance to the sea surface using the three-dimensional coordinates of the LiDAR points included in the obtained LiDAR data, and calculate the sea level height using this. The device 10 may calculate the height of the sea level in consideration of the distance from the sea surface, the installation position of the lidar sensor, the installation angle, and the like. As another example, the device 10 may obtain a distance between the sea surface and an area of the ship in contact with the sea surface by using the three-dimensional coordinates of the LiDAR points included in the obtained LiDAR data, and calculate the sea level height using this. The device 10 may calculate the height of the sea level in consideration of the distance between the sea surface and the area of the ship in contact with the installation position of the lidar sensor, the installation angle, and the like.

다만, 비용 문제로 저성능의 라이다 센서가 선석에 설치되는 경우가 많아, 해상도가 떨어지는 라이다 데이터의 라이다 포인트들 중 어느 라이다 포인트가 바다 영역 또는 선박 영역인지 구별하기 어렵다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 일 실시예에 따르면, 장치(10)는 획득한 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 정합하고, 이를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. However, there is a problem in that it is difficult to distinguish which of the lidar points of the low-resolution lidar data is the sea region or the ship region because low-performance lidar sensors are often installed in the berth for cost reasons. To solve this, according to an embodiment, the device 10 may match the acquired camera image and lidar data, and calculate the sea level height using this.

도 18은 일 실시예에 따른 정합된 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다. 도 18을 참고하면, 일 실시예에 따른 정합된 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 이용한 해수면 높이 산출 방법은 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 정합하는 단계(S2010) 및 정합된 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 이용하여 해수면 높이를 계산하는 단계(S2020)를 포함할 수 있다.18 is a flowchart of a method for calculating a sea level height using a matched camera image and lidar data according to an embodiment. Referring to FIG. 18 , the method for calculating the sea level height using the matched camera image and lidar data according to an embodiment uses the matching camera image and lidar data (S2010) and the matched camera image and lidar data. to calculate the sea level height (S2020) may be included.

장치(10)는 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 정합할 수 있다(S2010). The device 10 may match the camera image and lidar data (S2010).

일 실시예에 따르면 장치(10)는 정합을 위한 정보를 이용하여 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 정합할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 카메라 이미지 상의 좌표계와 라이다 데이터 상의 좌표계를 일치시켜 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 정합할 수 있다. 즉, 카메라 이미지와 라이다 데이터의 좌표계는 서로 변환이 가능할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may match the camera image and the lidar data using the information for matching. For example, the device 10 may match the camera image and the lidar data by matching the coordinate system on the camera image and the coordinate system on the lidar data. That is, the coordinate system of the camera image and the lidar data may be converted to each other.

장치(10)는 카메라의 설치 위치, 카메라의 설치 각도, 라이다 센서의 설치 위치, 라이다 센서의 설치 각도 등을 고려하여 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 정합할 수 있다. 여기서, 장치(10)는 계산된 해수면 높이를 반영하여 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 재정합할 수도 있다. 일 예로, 장치(10)는 라이다 데이터와 카메라 이미지의 정합 시, 계산된 해수면 높이를 데이터 변환의 변수로 사용하여 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 재정합할 수도 있다.The device 10 may match the camera image and lidar data in consideration of the installation position of the camera, the installation angle of the camera, the installation position of the lidar sensor, the installation angle of the lidar sensor, and the like. Here, the device 10 may realign the camera image and lidar data by reflecting the calculated sea level height. As an example, when the lidar data and the camera image are matched, the device 10 may use the calculated sea level height as a data conversion variable to realign the camera image and the lidar data.

도 19는 일 실시예에 따른 카메라 이미지 및 라이다 데이터의 정합의 예시이다. 도 19(a)를 참고하면, 선석에 설치된 카메라로부터 획득한 이미지와 동일한 영역에 대해 스캔하는 라이다 센서로부터 획득한 라이다 데이터가 정합된 것을 볼 수 있다. 19 is an example of registration of a camera image and lidar data according to an embodiment. Referring to FIG. 19( a ), it can be seen that the lidar data acquired from the lidar sensor scanning the same area as the image acquired from the camera installed on the berth are matched.

일 실시예에 다르면, 장치(10)는 세그멘테이션 이미지를 라이다 데이터와 정합시킬 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 카메라로부터 획득한 이미지로부터 인공신경망을 이용하여 세그멘테이션 이미지를 생성하고, 생성된 세그멘테이션 이미지를 라이다 데이터와 정합시킬 수 있다. 도 19(b)를 참고하면, 선석에 설치된 카메라로부터 획득한 이미지와 동일한 영역에 대해 스캔하는 라이다 센서로부터 획득한 라이다 데이터가 정합된 것을 볼 수 있다.According to one embodiment, the device 10 may match the segmented image with the lidar data. For example, the device 10 may generate a segmentation image from an image obtained from a camera using an artificial neural network, and may match the generated segmentation image with lidar data. Referring to FIG. 19(b), it can be seen that the lidar data acquired from the lidar sensor scanning the same area as the image acquired from the camera installed on the berth are matched.

카메라 이미지 및 라이다 데이터의 정합은 상술한 기재에 한정되지 않으며, 인공신경망을 이용하여 디텍션된 이미지와 라이다 데이터가 정합되는 등 다른 방식으로 구현되어도 무방하다.The matching of the camera image and the lidar data is not limited to the above description, and may be implemented in other ways, such as matching the image detected using an artificial neural network with the lidar data.

다시 도 18로 돌아와서 설명하도록 한다.It will be described again by returning to FIG. 18 .

장치(10)는 정합된 카메라 이미지 및 라이다 데이터를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다(S2020).The device 10 may calculate the sea level height using the matched camera image and lidar data (S2020).

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 라이다 데이터의 복수의 라이다 포인트 중 라이다 데이터와 정합된 이미지를 이용하여 선택된 라이다 포인트를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 이미지 내의 바다와 대응하는 영역에 정합된 라이다 포인트를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. 다른 예를 들어, 장치(10)는 이미지 내의 선박의 영역에 정합된 라이다 포인트를 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height by using a selected lidar point using an image matched with lidar data among a plurality of lidar points of lidar data. For example, the device 10 may calculate the sea level height using a lidar point matched to an area corresponding to the sea in the image. As another example, device 10 may calculate sea level height using lidar points matched to regions of the vessel in the image.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트를 이용하여 해수면 높이를 산출할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height by using a lidar point related to a lidar beam reflected from the sea.

도 20은 일 실시예에 따른 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다. 도 20을 참고하면 일 실시예에 따른 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트를 이용한 해수면 높이 산출 방법은 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택하는 단계(S2110) 및 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 해수면 높이를 계산하는 단계(S2120)를 포함할 수 있다.20 is a flowchart of a method for calculating sea level height using a lidar point related to a lidar beam reflected from the sea according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 20 , the method for calculating the sea level height using a lidar point related to a lidar beam reflected from the sea according to an embodiment includes the steps of selecting lidar points related to the lidar beam reflected from the sea (S2110) and the sea It may include calculating the sea level height from the lidar points related to the lidar beam reflected from (S2120).

장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택할 수 있다(S2110).The device 10 may select lidar points related to the lidar beam reflected from the sea (S2110).

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 라이다 데이터와 정합된 이미지를 이용하여 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택할 수 있다. According to an embodiment, the device 10 may select lidar points associated with a lidar beam reflected from the sea using the image matched with the lidar data.

이를 위해, 장치(10)는 이미지 내의 바다에 대응하는 영역을 감지할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 인공신경망을 이용하여 이미지 내에서 바다에 대응하는 영역을 감지할 수 있다. 일 예로, 장치(10)는 인공신경망을 이용하여 이미지로부터 세그멘테이션 이미지를 생성하고, 객체 유형이 바다를 나타내는 객체 정보로 라벨링된 픽셀이 위치한 영역을 바다에 대응하는 영역으로 감지할 수 있다. 장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않으며, 이미지 디텍션을 통해 바다에 대응하는 영역을 결정하는 등 다른 방식으로 이미지 내의 바다에 대응하는 영역을 감지해도 무방하다.To this end, the device 10 may detect an area corresponding to the sea in the image. For example, the device 10 may detect a region corresponding to the sea in the image using an artificial neural network. As an example, the device 10 may generate a segmented image from the image using an artificial neural network, and detect an area in which a pixel labeled with object information representing the sea of an object type is located as an area corresponding to the sea. The apparatus 10 is not limited to the above description, and may sense an area corresponding to the sea in the image in another method, such as determining an area corresponding to the sea through image detection.

장치(10)는 감지된 이미지 내의 바다에 대응하는 영역을 이용하여 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 이미지 내의 바다에 대응하는 영역에 포함된 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택할 수 있다. The device 10 may use an area corresponding to the sea in the sensed image to select lidar points associated with a lidar beam reflected from the sea. For example, the device 10 may select LIDAR points associated with a LIDAR beam reflected from the sea in consideration of pixel positions of pixels included in an area corresponding to the sea in the image.

도 21은 일 실시예에 따른 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 일 예시이다. 도 21을 참고하면, 장치(10)는 이미지와 정합된 라이다 포인트들 중 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(401)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 복수의 라이다 포인트들 중 이미지 내의 바다에 대응하는 영역에 포함된 픽셀들에 정합된 라이다 포인트들을 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(401)로 선택할 수 있다. 도 21에 한정되지 않고, 세그멘테이션 이미지 또는 디텍션된 이미지가 사용되는 다른 방식으로 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(401)이 선택되어도 무방하다.21 is an example of lidar points associated with a lidar beam reflected from the sea according to an embodiment. Referring to FIG. 21 , the device 10 may select lidar points 401 related to a lidar beam reflected from the sea from among lidar points matched with the image. For example, the device 10 may select LiDAR points matched to pixels included in an area corresponding to the sea in the image, among the plurality of LiDAR points, as the lidar points 401 associated with the lidar beam reflected from the sea. ) can be selected. Without being limited to FIG. 21 , the lidar points 401 associated with the lidar beam reflected from the sea may be selected in other ways where a segmented image or a detected image is used.

바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(401)의 선택은 상술한 기재에 한정되지 않으며 다른 방식으로 구현되어도 무방하다. 일 실시예에 따르면, 장치(10)는 라이다 데이터를 이용하여 바다로부터 반사된 라이다 빔(401)과 관련된 라이다 포인트들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 라이다 데이터의 분포, 개수 등을 고려하여 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(401)을 선택할 수 있다.The selection of the lidar points 401 related to the lidar beam reflected from the sea is not limited to the above description and may be implemented in other ways. According to one embodiment, the device 10 may use the lidar data to select lidar points associated with the lidar beam 401 reflected from the sea. For example, the device 10 may select the lidar points 401 related to the lidar beam reflected from the sea in consideration of the distribution and number of lidar data.

다시 도 20으로 돌아와서 설명하도록 한다.It will be described again by returning to FIG. 20 .

장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 해수면 높이를 계산할 수 있다(S2120).The device 10 may calculate the sea level height from the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea (S2120).

장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 3차원 좌표값을 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값(일 예로, 3차원 좌표값 중 Z값)을 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값의 평균값을 계산하고, 계산된 높이값의 평균값을 해수면 높이로 산출할 수 있다. The device 10 may calculate the sea level height by using the three-dimensional coordinate values of the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea. According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height using height values (eg, Z values among 3D coordinate values) of lidar points related to the lidar beam reflected from the sea. For example, the device 10 may calculate an average value of height values of lidar points related to a lidar beam reflected from the sea, and calculate the average value of the calculated height values as sea level height.

일 실시예에 따르면 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 3차원 좌표값을 이용하여 해수면의 파고를 계산할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the wave height of the sea level by using the three-dimensional coordinate values of the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea.

예를 들어, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값(일 예로, 3차원 좌표값 중 Z값)을 이용하여 파고를 계산할 수 있다. 일 예로, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값의 최대값과 최소값을 계산하고, 상기 최대값과 최소값의 차이를 파고로 산출할 수 있다. For example, the device 10 may calculate the wave height using height values (eg, Z values among 3D coordinate values) of lidar points related to a lidar beam reflected from the sea. As an example, the apparatus 10 may calculate the maximum and minimum height values of the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea, and calculate the difference between the maximum value and the minimum value as a wave height.

물론, 장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않으며, 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값을 기설정된 비율로 반영하여 해수면 높이로 산출하는 등 다른 방식으로 해수면 높이를 계산해도 무방하다. 여기서, 상기 기설정된 비율은 각 라이다 포인트들의 위치, 개수 등을 고려하여 결정될 수도 있다.Of course, the device 10 is not limited to the above description, and the sea level height is calculated in other ways, such as calculating the sea level height by reflecting the height value of the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea at a preset ratio. is also free Here, the preset ratio may be determined in consideration of the location and number of each lidar point.

도 22는 일 실시예에 따른 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다. 도 22를 참고하면 일 실시예에 따른 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트를 이용한 해수면 높이 산출 방법은 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택하는 단계(S2210), 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들 중 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 결정하는 단계(S2220) 및 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 해수면 높이를 계산하는 단계(S2230)를 포함할 수 있다.22 is a flowchart of a method for calculating sea level height using a lidar point related to a lidar beam reflected from a ship according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 22 , the method of calculating the sea level height using a lidar point related to a lidar beam reflected from a ship according to an embodiment includes selecting lidar points related to a lidar beam reflected from a ship ( S2210 ), a ship Determining lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel in contact with the sea among lidar points related to the reflected lidar beam from (S2220) and the lidar points reflected from the lower region of the vessel in contact with the sea (S2220) It may include calculating the sea level height from the LiDAR points related to the IDA beam ( S2230 ).

장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택할 수 있다(S2210).The device 10 may select lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel (S2210).

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 라이다 데이터와 정합된 이미지를 이용하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택할 수 있다. According to one embodiment, the device 10 may use the image matched with the lidar data to select lidar points associated with the lidar beam reflected from the vessel.

이를 위해, 장치(10)는 이미지 내의 선박에 대응하는 영역을 감지할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 인공신경망을 이용하여 이미지 내에서 선박에 대응하는 영역을 감지할 수 있다. 일 예로, 장치(10)는 인공신경망을 이용하여 이미지로부터 세그멘테이션 이미지를 생성하고, 객체 유형이 선박을 나타내는 객체 정보로 라벨링된 픽셀이 위치한 영역을 선박에 대응하는 영역으로 감지할 수 있다. 장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않으며, 이미지 디텍션을 통해 선박에 대응하는 영역을 결정하는 등 다른 방식으로 이미지 내의 선박에 대응하는 영역을 감지해도 무방하다.To this end, the device 10 may detect an area corresponding to the vessel in the image. For example, the device 10 may detect a region corresponding to the vessel in the image using an artificial neural network. As an example, the device 10 may generate a segmented image from the image using an artificial neural network, and detect an area in which a pixel labeled with object information indicating a ship of an object type is located as an area corresponding to the ship. The apparatus 10 is not limited to the above description, and may detect an area corresponding to the vessel in the image in another method, such as determining an area corresponding to the vessel through image detection.

장치(10)는 감지된 이미지 내의 선박에 대응하는 영역을 이용하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 이미지 내의 선박에 대응하는 영역에 포함된 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 선택할 수 있다. The device 10 may use an area corresponding to the vessel in the sensed image to select lidar points associated with the lidar beam reflected from the vessel. For example, the device 10 may select lidar points associated with a lidar beam reflected from the vessel in consideration of pixel positions of pixels included in an area corresponding to the vessel in the image.

도 23은 일 실시예에 따른 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 일 예시이다. 도 23을 참고하면, 장치(10)는 이미지와 정합된 라이다 포인트들 중 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(411)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 복수의 라이다 포인트들 중 이미지 내의 선박에 대응하는 영역에 포함된 픽셀들에 정합된 라이다 포인트들을 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(411)로 선택할 수 있다. 도 23에 한정되지 않고, 세그멘테이션 이미지 또는 디텍션된 이미지가 사용되는 다른 방식으로 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(411)이 선택되어도 무방하다.23 is an example of lidar points associated with a lidar beam reflected from a vessel according to an embodiment. Referring to FIG. 23 , the device 10 may select lidar points 411 related to the lidar beam reflected from the vessel from among lidar points matched with the image. For example, the apparatus 10 may select lidar points 411 associated with a lidar beam reflected from the vessel that are matched to pixels included in an area corresponding to the vessel in the image among the plurality of lidar points. ) can be selected. Without being limited to FIG. 23 , the lidar points 411 associated with the lidar beam reflected from the vessel may be selected in another way where a segmented image or a detected image is used.

선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(411)의 선택은 상술한 기재에 한정되지 않으며 다른 방식으로 구현되어도 무방하다. 일 실시예에 따르면, 장치(10)는 라이다 데이터를 이용하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(411)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 라이다 데이터의 분포, 개수 등을 고려하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(411)을 선택할 수 있다.The selection of the lidar points 411 related to the lidar beam reflected from the vessel is not limited to the above description and may be implemented in other ways. According to an embodiment, the device 10 may use the lidar data to select lidar points 411 associated with the lidar beam reflected from the vessel. For example, the device 10 may select the lidar points 411 related to the lidar beam reflected from the ship in consideration of the distribution and number of lidar data.

장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들 중 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 결정할 수 있다(S2220).The apparatus 10 may determine lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel in contact with the sea among lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel ( S2220 ).

도 23을 참고하면, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(411)의 3차원 좌표값을 이용하여 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(412)을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(411)의 높이값(일 예로, 3차원 좌표값 중 Z값)에 기초하여 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(412)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 실질적으로 동일한 높이값의 라이다 포인트들을 포함하는 라이다 라인들을 생성하고, 생성된 라이다 라인들 중 가장 낮은 높이 값의 라이다 포인트들을 포함하는 라이다 라인을 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 라이다 라인들은 기설정된 범위 내의 라이다 포인트의 개수 또는 길이를 가질 수 있다. Referring to FIG. 23 , the device 10 relates to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel in contact with the sea using the three-dimensional coordinate values of the lidar points 411 related to the lidar beam reflected from the vessel. Lidar points 412 may be determined. According to one embodiment, the device 10 is a vessel in contact with the sea based on a height value (eg, a Z value among three-dimensional coordinate values) of the lidar points 411 related to the lidar beam reflected from the vessel. It is possible to determine lidar points 412 associated with the lidar beam reflected from the lower region. For example, the device 10 generates lidar lines including lidar points having substantially the same height value, and generates lidar lines including lidar points having the lowest height value among the generated lidar lines. It can be determined by the lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel facing the sea. Here, the lidar lines may have the number or length of lidar points within a preset range.

다른 예를 들어, 장치(10)는 서로 다른 수직 각도를 갖는 복수의 채널을 갖는 라이더 센서를 포함하고, 각 채널에 대해 가장 낮은 높이 값의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 포인트들을 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(412)로 결정할 수 있다. For another example, the device 10 includes a lidar sensor having a plurality of channels having different vertical angles, and for each channel, a vessel abutting the lidar points including the lidar point of the lowest height value to the sea. It can be determined by the lidar points 412 related to the lidar beam reflected from the lower region of .

바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들(412)의 결정은 상술한 기재에 한정되지 않으며, 가장 낮은 높이 값의 라이다 포인트가 아닌 기설정된 범위의 높이값을 갖는 라이다 포인트로 결정되는 등 다른 방식으로 구현되어도 무방하다.The determination of the lidar points 412 related to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel facing the sea is not limited to the above description, and the height value of a preset range is not limited to the lidar point of the lowest height value. It may be implemented in a different way, such as determined by the lidar point having.

다시 도 22로 돌아와 설명하도록 한다.It will be described again by returning to FIG. 22 .

장치(10)는 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 해수면 높이를 계산할 수 있다(S2230).The device 10 may calculate the sea level height from the lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel in contact with the sea ( S2230 ).

장치(10)는 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 3차원 좌표값을 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 장치(10)는 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값(일 예로, 3차원 좌표값 중 Z값)을 이용하여 해수면 높이를 계산할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값을 해수면 높이로 산출할 수 있다. The apparatus 10 may calculate the sea level height by using the three-dimensional coordinate values of the lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel in contact with the sea. According to an embodiment, the device 10 calculates the sea level height by using the height values (eg, Z values among 3D coordinate values) of lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the ship in contact with the sea. can be calculated For example, the device 10 may calculate the height value of the lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel in contact with the sea as the sea level height.

일 실시예에 따르면 장치(10)는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 3차원 좌표값을 이용하여 해수면의 파고를 계산할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the wave height of the sea level by using the three-dimensional coordinate values of the lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel.

예를 들어, 장치(10)는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값(일 예로, 3차원 좌표값 중 Z값)을 이용하여 파고를 계산할 수 있다. 일 예로, 장치(10)는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들을 가우시안 분포로 추정하고, 추정된 분포에서 높이값의 범위를 파고로 산출할 수 있다.For example, the device 10 may calculate the wave height using height values (eg, Z values among 3D coordinate values) of lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the ship. As an example, the apparatus 10 may estimate LiDAR points related to the LIDAR beam reflected from the lower region of the ship as a Gaussian distribution, and calculate a range of height values from the estimated distribution as a wave height.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 계산된 해수면 높이를 검증할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 특성(일예로, 개수, 높이값의 편차, 거리값 등)을 고려하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 계산된 해수면 높이의 유효성을 확인할 수 있다. 일예로, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 개수가 너무 적거나, 높이값의 편차가 너무 크거나, 거리값이 너무 가깝거나 먼 경우에 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 계산된 해수면 높이의 유효성이 낮다고 판단할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may verify the calculated sea level height. For example, the device 10 considers the characteristics (eg, number, deviation of height value, distance value, etc.) of lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel in consideration of the lidar beam reflected from the vessel. The validity of the sea level height calculated from the lidar points can be checked. As an example, the device 10 may detect the radar reflected from the ship when the number of LiDAR points related to the reflected LiDAR beam from the vessel is too small, the deviation of the height value is too large, or the distance value is too close or far. It can be determined that the validity of the sea level height calculated from the LiDAR points related to the IDA beam is low.

물론, 장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않으며, 바다와 접하는 선박의 하부 영역으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값을 기설정된 조건으로 조정하여 해수면 높이로 산출하는 등 다른 방식으로 해수면 높이를 계산해도 무방하다. Of course, the device 10 is not limited to the above description, and the height values of the lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the ship in contact with the sea are adjusted to a preset condition to calculate the sea level height, etc. It is okay to calculate the sea level height in this way.

라이다 포인트들로부터 계산되는 해수면 높이의 정확도는 상황에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 일반적으로 물결이 치는 바다로부터 라이다 데이터를 획득하기가 용이한데 날씨가 매우 좋고, 바다가 매우 잔잔한 날의 경우 바다로부터 획득되는 라이다 데이터는 매우 적고 노이즈가 존재하는 라이다 데이터가 획득될 가능성이 있다. 즉, 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 계산된 해수면 높이의 정확도가 보다 떨어질 수 있다.The accuracy of sea level height calculated from lidar points may vary depending on the situation. For example, the device 10 is generally easy to acquire lidar data from a wavy sea, but on a day when the weather is very good and the sea is very calm, the lidar data obtained from the sea is very small and noise is present. There is a possibility that lidar data may be obtained. That is, the accuracy of the sea level height calculated from the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea may be lowered.

다른 예를 들어, 장치(10)는 일반적으로 라이다 센서와 적당한 거리에 있는 선박으로부터 라이다 데이터를 획득하기가 용이한데 라이다 센서와 선박이 너무 가까운 경우에는 바다와 접하는 선박의 하부 영역이 선석에 의해 가려질 수 있고, 라이다 센서와 선박이 너무 먼 경우에는 거리 측정 오차가 큰 라이다 데이터가 획득될 가능성이 있다. 즉, 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 계산된 해수면 높이의 정확도가 보다 떨어질 수 있다.For another example, the device 10 is generally easy to obtain lidar data from a vessel that is at an appropriate distance from the lidar sensor. However, if the lidar sensor and the vessel are too close, the lower area of the vessel facing the sea is the berth. may be obscured by , and if the lidar sensor and the vessel are too far away, there is a possibility that lidar data with a large distance measurement error may be obtained. That is, the accuracy of the sea level height calculated from the lidar points related to the lidar beam reflected from the ship may be lowered.

따라서, 장치(10)는 다양한 상황에 있어서, 계산되는 해수면 높이의 정확도를 높이기 위한 해수면 높이 산출 방법을 수행할 수 있다. Accordingly, the apparatus 10 may perform a sea level height calculation method to increase the accuracy of the calculated sea level height in various situations.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 추정 해수면 높이를 이용하여 해수면 높이를 산출할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height using the estimated sea level height.

도 24는 일 실시예에 따르는 추정 해수면 높이를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다. 도 24를 참고하면, 일 실시예에 따르는 추정 해수면 높이를 이용한 해수면 높이 산출 방법은 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 제1 추정 해수면 높이를 계산하는 단계(S2310), 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 제2 추정 해수면 높이를 계산하는 단계(S2320) 및 제1 추정 해수면 높이 및 제2 추정 해수면 높이 중 적어도 하나를 이용한 해수면 높이를 산출하는 단계(S2330)를 포함할 수 있다. 24 is a flowchart of a method for calculating a sea level height using an estimated sea level height according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 24 , the method of calculating the sea level using the estimated sea level according to an embodiment includes calculating a first estimated sea level from LiDAR points related to a LiDAR beam reflected from the sea ( S2310 ), from a ship Calculating a second estimated sea level height from the lidar points related to the reflected LiDAR beam (S2320) and calculating the sea level height using at least one of the first estimated sea level height and the second estimated sea level height (S2330) may include

장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 제1 추정 해수면 높이를 계산할 수 있다(S2310). 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 계산된 해수면 높이를 제1 추정 해수면 높이로 산출할 수 있다. 이 단계에서는 앞서 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 내용은 생략한다.The apparatus 10 may calculate a first estimated sea level height from the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea ( S2310 ). The device 10 may calculate the sea level height calculated from the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea as the first estimated sea level height. In this step, since the above-described content may be applied as it is, a more detailed description will be omitted.

장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 제2 추정 해수면 높이를 계산할 수 있다(S2320). 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 계산된 해수면 높이를 제2 추정 해수면 높이로 산출할 수 있다. 이 단계에서는 앞서 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 내용은 생략한다.The device 10 may calculate a second estimated sea level height from the lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel ( S2320 ). The device 10 may calculate the sea level height calculated from the lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel as the second estimated sea level height. In this step, since the above-described content may be applied as it is, a more detailed description will be omitted.

장치(10)는 제1 추정 해수면 높이 및 제2 추정 해수면 높이 중 적어도 하나를 이용하여 해수면 높이를 산출할 수 있다(S2330).The apparatus 10 may calculate the sea level height by using at least one of the first estimated sea level height and the second estimated sea level height ( S2330 ).

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 제1 추정 해수면 높이 및 제2 추정 해수면 높이의 가중합(weighted sum)에 기초하여 해수면 높이를 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 제1 가중치가 부여된 제1 추정 해수면 높이와 제2 가중치가 부여된 제2 추정 해수면 높이의 가중합을 해수면 높이를 산출할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height based on a weighted sum of the first estimated sea level height and the second estimated sea level height. For example, the device 10 may calculate the sea level height by a weighted sum of the first estimated sea level height to which the first weight is assigned and the second estimated sea level height to which the second weight is assigned.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 추정 해수면 높이에 부여되는 가중치를 선석으로부터의 거리에 기초하여 결정할 수 있다.According to an embodiment, the apparatus 10 may determine a weight given to the estimated sea level height based on the distance from the berth.

예를 들어, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 추정된 제1 추정 해수면 높이에 가중치를 부여함에 있어서, 상기 라이다 포인트들의 선석과의 거리가 가까울수록 높은 가중치를 부여할 수 있다. 이는, 선석과 가까운 거리의 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트의 정확도가 선석과 먼 거리의 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트보다 높기 때문이다.For example, the apparatus 10 weights the first estimated sea level height estimated from the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea, the closer the distance to the berth of the lidar points, the higher the weights can be assigned. This is because the accuracy of the lidar point associated with the lidar beam reflected from the sea close to the berth is higher than the lidar point associated with the lidar beam reflected from the sea far from the berth.

예를 들어, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 추정된 제2 추정 해수면 높이에 가중치를 부여함에 있어서, 상기 라이다 포인트들의 선석과의 거리가 멀수록 높은 가중치를 부여할 수 있다. 여기서, 장치(10)는 특정 거리까지는 선석과의 거리가 멀수록 높은 가중치를 부여하다가, 특정 거리 이상에서는 선석과의 거리가 멀수록 낮은 가중치를 부여할 수 있다. 이는, 라이다 센서와 선박이 너무 가까운 경우에는 바다와 접하는 선박의 하부 영역이 선석에 의해 가려질 수 있어 노이즈가 있을 수 있고, 라이다 센서와 선박이 너무 먼 경우에는 거리 측정 오차가 큰 라이다 데이터가 획득될 가능성이 있기 때문이다.For example, the apparatus 10 weights the second estimated sea level height estimated from lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel, the greater the distance from the berth of the lidar points increases. weights can be assigned. Here, the apparatus 10 may give a higher weight as the distance from the berth increases up to a specific distance, and may give a lower weight as the distance from the berth increases over a specific distance. This is, when the lidar sensor and the vessel are too close, the lower area of the vessel in contact with the sea may be obscured by the berth, so there may be noise. This is because there is a possibility that data may be obtained.

물론, 장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않고 특정 거리 범위내의 라이다 포인트들로부터 추정된 해수면 높이에 높은 가중치를 부여하는 등 다른 방식으로 가중치를 부여해도 무방하다.Of course, the apparatus 10 is not limited to the above description, and may be weighted in other ways, such as by giving a high weight to the sea level height estimated from lidar points within a specific distance range.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 추정 해수면 높이에 부여되는 가중치를 산출된 파고에 기초하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 추정 해수면 높이에 부여되는 가중치를 단위 시간 당 파고의 변화에 기초하여 결정할 수 있다. 이는, 일반적으로 단위 시간 동안 파고의 변화가 적기 때문이다. According to an embodiment, the apparatus 10 may determine a weight given to the estimated sea level height based on the calculated wave height. For example, the device 10 may determine a weight given to the estimated sea level height based on a change in wave height per unit time. This is because, in general, the change in wave height per unit time is small.

예를 들어, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 추정된 제1 추정 해수면 높이에 가중치를 부여함에 있어서, 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 산출된 파고의 값이 시간이 지남에 따라 변화가 적을수록 높은 가중치를 부여할 수 있다. For example, the apparatus 10 weights the first estimated sea level height estimated from the lidar points associated with the lidar beam reflected from the sea, wherein the lidar points associated with the lidar beam reflected from the sea are weighted. A higher weight can be given as the value of the wave height calculated from .

다른 예를 들어, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 추정된 제2 추정 해수면 높이에 가중치를 부여함에 있어서, 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 산출된 파고의 값이 시간이 지남에 따라 변화가 적을수록 높은 가중치를 부여할 수 있다. As another example, the apparatus 10 weights the second estimated sea level height estimated from lidar points associated with the lidar beam reflected from the vessel, in weighting the lidar point associated with the lidar beam reflected from the vessel. A higher weight can be given as the value of the wave height calculated from the waves decreases with time.

물론, 장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않고 상술한 방법을 조합하여 가중치를 부여하는 등 다른 방식으로 가중치를 부여해도 무방하다.Of course, the device 10 is not limited to the above description, and weights may be assigned in other ways, such as adding weights by combining the above-described methods.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 라이다 포인트의 신뢰도를 이용하여 해수면 높이를 산출할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height using the reliability of the lidar point.

도 25는 일 실시예에 따르는 라이다 포인트의 신뢰도를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다. 도 25를 참고하면, 일 실시예에 따르는 라이다 포인트의 신뢰도를 이용한 해수면 높이 산출 방법은 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제1 신뢰도를 계산하는 단계(S2410), 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 계산하는 단계(S2420) 및 제 제1 신뢰도 및 제2 신뢰도 중 적어도 하나를 고려한 해수면 높이를 산출하는 단계(S2430)를 포함할 수 있다. 신뢰도란 특정 객체로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트가 실제로 상기 특정 객체로부터 반사되어 생성된 것인지의 정확도를 의미할 수 있다.25 is a flowchart of a method for calculating the sea level height using the reliability of a lidar point according to an embodiment. Referring to FIG. 25 , the method for calculating the sea level height using the reliability of the lidar point according to an embodiment includes calculating the first reliability of the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea ( S2410 ), and the reflection from the ship It may include calculating the second reliability of the LiDAR points related to the obtained LiDAR beam (S2420) and calculating the sea level height in consideration of at least one of the first reliability and the second reliability (S2430). Reliability may refer to accuracy of whether a lidar point related to a lidar beam reflected from a specific object is actually generated by being reflected from the specific object.

장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제1 신뢰도를 계산할 수 있다(S2410). 예를 들어, 장치(10)는 라이다 데이터를 이용하여 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제1 신뢰도를 계산할 수 있다. The device 10 may calculate the first reliability of the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea (S2410). For example, the device 10 may use the lidar data to calculate a first reliability of lidar points associated with a lidar beam reflected from the sea.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 라이다 포인트들의 특성에 기초하여 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제1 신뢰도를 계산할 수 있다. 라이다 포인트들의 특성은, 일예로 라이다 포인트들의 수, 높이값의 편차, 거리값, 좌표 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 수가 너무 적으면 제1 신뢰도를 작게 계산할 수 있다. 다른 예를 들어, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값의 편차가 너무 크면 제1 신뢰도를 작게 계산할 수 있다. 다른 예를 들어, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 거리값의 편차가 너무 크면 제1 신뢰도를 작게 계산할 수 있다. 장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않으며, 카메라 이미지를 이용하여 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제1 신뢰도를 계산하는 등 다른 방식으로 제1 신뢰도를 계산해도 무방하다.According to an embodiment, the device 10 may calculate a first reliability of the lidar points associated with the lidar beam reflected from the sea based on the characteristics of the lidar points. The characteristics of the lidar points may include, for example, the number of lidar points, a deviation of a height value, a distance value, coordinates, and the like. For example, the device 10 may calculate the first confidence low if the number of lidar points associated with the lidar beam reflected from the sea is too small. As another example, the apparatus 10 may calculate the first reliability to be small if the deviation of the height values of the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea is too large. As another example, the apparatus 10 may calculate the first reliability to be small if the deviation of distance values of lidar points related to the lidar beam reflected from the sea is too large. The apparatus 10 is not limited to the description described above, and the first reliability may be calculated in another method, such as calculating the first reliability of the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea using the camera image.

장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 계산할 수 있다(S2420). 예를 들어, 장치(10)는 라이다 데이터를 이용하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 계산할 수 있다. The device 10 may calculate the second reliability of the lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel (S2420). For example, the device 10 may use the lidar data to calculate a second confidence level of lidar points associated with a lidar beam reflected from the vessel.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 라이다 포인트들의 특성에 기초하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 계산할 수 있다. 라이다 포인트들의 특성은, 일예로 라이다 포인트들의 수, 높이값의 편차, 거리값, 좌표 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 수가 너무 적으면 제2 신뢰도를 작게 계산할 수 있다. 다른 예를 들어, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 높이값의 편차가 너무 크면 제2 신뢰도를 작게 계산할 수 있다. 다른 예를 들어, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 거리값의 편차가 너무 크면 제2 신뢰도를 작게 계산할 수 있다. According to an embodiment, the apparatus 10 may calculate a second reliability of the lidar points associated with the lidar beam reflected from the vessel based on the characteristics of the lidar points. The characteristics of the lidar points may include, for example, the number of lidar points, a deviation of a height value, a distance value, coordinates, and the like. For example, the device 10 may calculate the second reliability to be small if the number of lidar points associated with the lidar beam reflected from the vessel is too small. As another example, the apparatus 10 may calculate the second reliability to be small if the deviation of the height values of the lidar points related to the lidar beam reflected from the ship is too large. As another example, the apparatus 10 may calculate the second reliability to be small if the deviation of distance values of lidar points related to the lidar beam reflected from the ship is too large.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 카메라 이미지를 이용하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 계산할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 카메라 이미지로부터 획득하는 선박 정보를 이용하여 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 계산할 수 있다. 선박 정보는 선박에 관한 정보를 의미하며, 일예로, 이미지 내의 선박의 감지 여부, 이미지 내의 선박에 대응하는 영역에 관한 정보(일예로, 크기, 형태 등), 이미지로부터 획득된 선박까지의 거리, 이미지로부터 획득된 선박의 속도, 선박과 관련된 오클루전 등을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate a second reliability of the lidar points associated with the lidar beam reflected from the vessel using the camera image. For example, the device 10 may calculate the second reliability of the lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel by using the vessel information obtained from the camera image. Vessel information means information about a vessel, and for example, whether a vessel in the image is detected, information about an area corresponding to the vessel in the image (eg, size, shape, etc.), the distance to the vessel obtained from the image, It may include the speed of the vessel obtained from the image, occlusion related to the vessel, and the like.

일예로, 장치(10)는 이미지 내에서 선박이 감지되는 경우 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 크게 계산할 수 있다. 다른 일예로, 장치(10)는 이미지 내의 선박에 대응하는 영역의 크기가 특정 크기 범위에 속하는 경우 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 크게 계산할 수 있다. 다른 일예로, 장치(10)는 이미지로부터 획득된 선박까지의 거리가 특정 거리 범위에 속하는 경우 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 크게 계산할 수 있다. 다른 일예로, 장치(10)는 이미지로부터 획득된 선박과 관련된 오클루전이 없는 경우 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 크게 계산할 수 있다.As an example, the device 10 may greatly calculate a second reliability of lidar points associated with a lidar beam reflected from the vessel when the vessel is detected in the image. As another example, when the size of the region corresponding to the vessel in the image falls within a specific size range, the apparatus 10 may greatly calculate the second reliability of lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel. As another example, when the distance to the vessel obtained from the image falls within a specific distance range, the apparatus 10 may greatly calculate the second reliability of the lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel. As another example, when there is no occlusion associated with the vessel obtained from the image, the apparatus 10 may greatly calculate the second reliability of the lidar points associated with the lidar beam reflected from the vessel.

장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않으며, 상술한 방법을 조합하여 제2 신뢰도를 계산하는 등 다른 방식으로 제2 신뢰도를 계산해도 무방하다.The apparatus 10 is not limited to the above description, and the second reliability may be calculated in other ways, such as calculating the second reliability by combining the above-described methods.

장치(10)는 제1 신뢰도 및 제2 신뢰도 중 적어도 하나를 고려하여 해수면 높이를 산출할 수 있다(S2430). The device 10 may calculate the sea level height in consideration of at least one of the first reliability and the second reliability ( S2430 ).

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 제1 신뢰도 및 제2 신뢰도를 서로 비교하여 해수면 높이를 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 제1 신뢰도가 제2 신뢰도보다 작은 경우, 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다. 다른 예를 들어, 장치(10)는 제1 신뢰도가 제2 신뢰도보다 큰 경우, 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height by comparing the first reliability and the second reliability with each other. For example, the device 10 may calculate the sea level height from lidar points associated with a lidar beam reflected from the vessel when the first confidence level is less than the second confidence level. As another example, if the first confidence level is greater than the second confidence level, the device 10 may calculate the sea level height from lidar points associated with the lidar beam reflected from the sea.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 제1 신뢰도 및 제2 신뢰도 중 적어도 하나와 임계 신뢰도를 비교하여 해수면 높이를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 신뢰도가 임계 신뢰도 이상인 경우, 장치(10)는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 신뢰도가 임계 신뢰도 이상인 경우, 장치(10)는 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height by comparing the threshold reliability with at least one of the first reliability and the second reliability. For example, if the first confidence level is equal to or greater than the threshold confidence level, the device 10 may calculate the sea level height from lidar points associated with a lidar beam reflected from the sea. For another example, if the second reliability is greater than or equal to the threshold reliability, the apparatus 10 may calculate the sea level height from the lidar points associated with the lidar beam reflected from the vessel.

장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않으며, 바다 및 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트들로부터 계산된 해수면 높이들을 제1 신뢰도 및 제2 신뢰도의 비율로 반영하여 해수면 높이를 산출하는 등 다른 방식으로 해수면 높이를 산출해도 무방하다. The apparatus 10 is not limited to the above description, and calculates the sea level height by reflecting the sea level heights calculated from the lidar points related to the lidar beam reflected from the sea and the ship at the ratio of the first reliability and the second reliability. It is okay to calculate the sea level in other ways, such as

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 카메라 이미지를 분석한 결과를 이용하여 해수면 높이를 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 카메라 이미지를 통해 상황을 인식하고, 인식된 상황에 적합한 라이다 데이터를 이용하여 해수면 높이를 산출할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height by using a result of analyzing the camera image. For example, the device 10 may recognize a situation through a camera image, and calculate the sea level height using lidar data suitable for the recognized situation.

도 26은 일 실시예에 따르는 카메라 이미지를 분석한 결과를 이용한 해수면 높이 산출 방법의 순서도이다. 도 26을 참고하면, 일 실시예에 따르는 카메라 이미지를 분석한 결과를 이용한 해수면 높이 산출 방법은 카메라 이미지를 분석하는 단계(S2510) 및 이미지 분석된 결과를 이용하여 라이다 데이터로부터 해수면 높이 산출하는 단계(S2520)를 포함할 수 있다. 26 is a flowchart of a method for calculating a sea level height using a result of analyzing a camera image according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 26 , the method for calculating the sea level height using the result of analyzing the camera image according to an embodiment includes the steps of analyzing the camera image ( S2510 ) and calculating the sea level height from the lidar data using the image analysis result ( S2510 ) (S2520) may be included.

장치(10)는 카메라 이미지를 분석할 수 있다(S2510). 예를 들어, 장치(10)는 카메라 이미지를 분석하고, 선박의 존부를 확인할 수 있다.The device 10 may analyze the camera image (S2510). For example, the device 10 may analyze the camera image and determine the existence of a vessel.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 카메라 이미지로부터 선박과 관련된 선박 정보를 획득할 수 있다. 선박 정보는 선박에 관한 정보를 의미하며, 일예로, 이미지 내의 선박의 감지 여부, 이미지 내의 선박에 대응하는 영역에 관한 정보(일예로, 크기, 형태 등), 이미지로부터 획득된 선박까지의 거리, 이미지로부터 획득된 선박의 속도, 선박과 관련된 오클루전 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 인공신경망을 이용하여 이미지 내에서 선박 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 장치(10)는 인공신경망을 이용하여 이미지로부터 세그멘테이션 이미지를 생성하고, 객체 유형이 선박을 나타내는 객체 정보로 라벨링된 픽셀이 위치한 영역을 선박에 대응하는 영역으로 감지하고, 이로부터 선박 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 선박 정보는 선박의 감지 여부, 이미지 내의 선박에 대응하는 영역에 관한 정보(일예로, 크기, 형태 등), 이미지로부터 획득된 선박까지의 거리, 이미지로부터 획득된 선박의 속도, 선박과 관련된 오클루전 등을 포함할 수 있다. 선박 정보의 획득은 앞서 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 내용은 생략한다. According to an embodiment, the device 10 may obtain vessel information related to the vessel from the camera image. Vessel information means information about a vessel, and for example, whether a vessel in the image is detected, information about an area corresponding to the vessel in the image (eg, size, shape, etc.), the distance to the vessel obtained from the image, It may include the speed of the vessel obtained from the image, occlusion related to the vessel, and the like. For example, the device 10 may obtain vessel information in an image using an artificial neural network. For example, the device 10 generates a segmented image from an image using an artificial neural network, and detects an area in which a pixel labeled with object information indicating a ship of an object type is located as an area corresponding to the ship, and from this, ship information can be obtained. Here, the vessel information includes whether a vessel is detected, information about an area corresponding to the vessel in the image (eg, size, shape, etc.), the distance to the vessel obtained from the image, the speed of the vessel obtained from the image, and the vessel-related It may include occlusion and the like. Since the above-described content may be applied to the acquisition of ship information, more detailed content will be omitted.

장치(10)는 상술한 기재에 한정되지 않으며, 이미지 디텍션을 통해 선박에 대응하는 영역을 결정하는 등 다른 방식으로 이미지로부터 선박 정보를 획득해도 무방하다.The device 10 is not limited to the above description, and may acquire vessel information from the image in another method, such as determining an area corresponding to the vessel through image detection.

장치(10)는 이미지 분석된 결과를 이용하여 라이다 데이터로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다(S2520). 예를 들어, 장치(10)는 선박의 존부에 따라 상이한 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다. 일예로, 장치(10)는 이미지 분석 결과에 의해 선박이 존재하는 경우 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출하고, 이미지 분석결과에 의해 선박이 존재하지 않는 경우 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다.The device 10 may calculate the sea level height from the lidar data using the image analysis result (S2520). For example, device 10 may calculate sea level height from different lidar points depending on the presence or absence of a vessel. As an example, the device 10 calculates the sea level height from the lidar point related to the lidar beam reflected from the vessel when there is a vessel according to the image analysis result, and from the sea when the vessel does not exist according to the image analysis result The sea level height can be calculated from the lidar point relative to the reflected lidar beam.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 카메라 이미지로부터 획득한 선박 정보를 이용하여 라이다 데이터로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 카메라 이미지로부터 획득한 선박 정보에 기초하여 특정 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다.According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height from the lidar data by using the ship information obtained from the camera image. For example, the device 10 may calculate the sea level height from a specific lidar point based on vessel information obtained from a camera image.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 카메라 이미지로부터 획득한 선박 정보에 의해 기설정된 조건이 충족되는지 여부에 기초하여 라이다 데이터로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 기설정된 조건의 충족 여부에 따라 특정 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다. According to an embodiment, the device 10 may calculate the sea level height from the lidar data based on whether a preset condition is satisfied by the ship information obtained from the camera image. For example, the device 10 may calculate the sea level height from a specific lidar point according to whether a preset condition is satisfied.

일예로, 장치(10)는 선박 정보에 의해 기설정된 조건이 충족되는 경우, 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다. 여기서, 기설정된 조건은 선박이 감지되는 조건, 선박에 대응하는 영역의 크기가 특정 범위에 속하는 조건, 선박까지의 거리가 특정 범위에 속하는 조건, 선박과 관련된 오클루전이 감지되지 않는 조건 등을 포함할 수 있다. 즉, 장치(10)는 카메라 이미지로부터 선박이 감지되거나, 감지된 선박이 일정 수준의 정확도를 보장하는 특정 조건을 충족하는 경우에 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다.For example, when a predetermined condition is satisfied by the vessel information, the device 10 may calculate the sea level height from the lidar point related to the lidar beam reflected from the vessel. Here, the preset condition includes a condition in which a vessel is detected, a condition in which the size of an area corresponding to the vessel belongs to a specific range, a condition in which the distance to the vessel belongs to a specific range, a condition in which occlusion related to the vessel is not detected, etc. can do. That is, the device 10 calculates the sea level height from the lidar point related to the lidar beam reflected from the vessel when the vessel is detected from the camera image or when the detected vessel meets a specific condition that guarantees a certain level of accuracy. can do.

다른 일예로, 장치(10)는 선박 정보에 의해 기설정된 조건이 충족되지 않는 경우, 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다. 여기서, 기설정된 조건은 선박이 감지되지 않는 조건, 선박에 대응하는 영역의 크기가 특정 범위에 속하지 않는 조건, 선박까지의 거리가 특정 범위에 속하지 않는 조건, 선박과 관련된 오클루전이 감지되는 조건 등을 포함할 수 있다. 즉, 장치(10)는 카메라 이미지로부터 선박이 감지되지 않거나, 감지된 선박이 일정 수준의 정확도를 보장하는 특정 조건을 충족하지 않는 경우에는 바다로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다.As another example, when a condition preset by the vessel information is not satisfied, the device 10 may calculate the sea level height from a lidar point related to a lidar beam reflected from the sea. Here, the preset conditions include a condition in which a vessel is not detected, a condition in which the size of an area corresponding to the vessel does not belong to a specific range, a condition in which the distance to the vessel does not belong to a specific range, a condition in which occlusion related to a vessel is detected, etc. may include That is, the device 10 determines the sea level height from the lidar point associated with the lidar beam reflected from the sea if the vessel is not detected from the camera image, or the detected vessel does not meet certain conditions that guarantee a certain level of accuracy. can be calculated.

또한, 장치(10)는 후속 이미지로부터 획득된 선박 정보를 고려하여 라이다 데이터로부터 해수면 높이를 산출할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 기설정된 조건이 충족되어 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출하고, 후속 이미지로부터 획득된 선박 정보에 의해 기설정된 조건이 충족되지 않은 경우에는 상기 산출된 해수면 높이를 해수면 높이로 유지할 수 있다. 다른 예를 들어, 장치(10)는 기설정된 조건이 충족되어 선박으로부터 반사된 라이다 빔과 관련된 라이다 포인트로부터 해수면 높이를 산출하고, 후속 이미지로부터 획득된 선박 정보에 의해서도 기설정된 조건이 충족된 경우에는 상기 산출된 해수면 높이를 후속 라이다 데이터로부터 산출되는 해수면 높이를 고려하여 업데이트할 수 있다. 여기서, 후속 이미지와 후속 라이다 데이터는 일 예로, 서로 같은 시점에 획득되는 등 서로 대응할 수 있다. In addition, the device 10 may calculate the sea level height from the lidar data in consideration of the vessel information obtained from the subsequent image. For example, the device 10 calculates the sea level height from the lidar point associated with the lidar beam reflected from the vessel in which the preset condition is satisfied, and the preset condition is not satisfied by the vessel information obtained from the subsequent image. In this case, the calculated sea level may be maintained as the sea level. For another example, the device 10 calculates the sea level height from the lidar point related to the lidar beam reflected from the vessel when the preset condition is satisfied, and the preset condition is also satisfied by the vessel information obtained from the subsequent image. In this case, the calculated sea level height may be updated in consideration of the sea level height calculated from subsequent LiDAR data. Here, the subsequent image and the subsequent LiDAR data may correspond to each other, for example, acquired at the same time point.

이미지 분석된 결과를 이용한 라이다 데이터로부터 해수면 높이 산출 방법은 상술한 기재에 한정되지 않고, 기설정된 조건에 감지된 선박의 형태가 추가되는 등 다른 방식으로 구현되어도 무방하다.The method of calculating the sea level height from the lidar data using the image analysis result is not limited to the above description, and may be implemented in other ways, such as adding the shape of a vessel detected to a preset condition.

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 산출된 해수면 높이를 고려하여 선박 또는 항만을 모니터링할 수 있다. According to an embodiment, the device 10 may monitor a ship or a port in consideration of the calculated sea level height.

도 27은 일 실시예에 따르는 산출된 해수면 높이를 고려한 선박 모니터링 방법의 순서도이다. 도 27을 참고하면, 일 실시예에 따르는 산출된 해수면 높이를 고려한 선박 모니터링 방법은 해수면 높이를 산출하는 단계(S2000) 및 산출된 해수면 높이를 고려한 선박을 모니터링하는 단계(S3000)를 포함할 수 있다. 27 is a flowchart of a vessel monitoring method in consideration of the calculated sea level height according to an embodiment. Referring to FIG. 27 , the method for monitoring a vessel in consideration of the calculated sea level according to an embodiment may include calculating the sea level (S2000) and monitoring the vessel in consideration of the calculated sea level (S3000). .

장치(10)는 해수면 높이를 산출할 수 있다(S2000). 이 단계에서는 앞서 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 내용은 생략한다.The device 10 may calculate the sea level height (S2000). In this step, since the above-described content may be applied as it is, a more detailed description will be omitted.

장치(10)는 산출된 해수면 높이를 고려하여 선박을 모니터링할 수 있다(S3000). The device 10 may monitor the vessel in consideration of the calculated sea level (S3000).

일 실시예에 따르면, 장치(10)는 해수면의 높이를 반영하는 해수면 높이 정보를 고려하여 산출된 접안 가이드 정보를 제공할 수 있다. According to an embodiment, the device 10 may provide the eyepiece guide information calculated in consideration of the sea level height information that reflects the height of the sea level.

도 28은 서로 다른 기준 평면/기준 높이에서의 시점 변환에 관한 도면으로, 동일한 이미지라 하더라도 시점 변환의 기준에 따라 변환된 이미지는 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 28의 (b) 및 (c)의 왼쪽 이미지는 동일하나 시점 변환 시의 기준에 따라 변환된 이미지는 각각 도 28의 (b) 및 (c)의 오른쪽 이미지처럼 안벽에 대한 선박의 상대적인 위치가 다른 것으로 나타날 수 있다. 이 경우 타겟 선박의 접안 가이드 정보 또한 달라지므로 정확한 접안 가이드 정보를 산출하기 위해서는 기준 평면/기준 높이의 설정이 중요할 수 있고, 이러한 기준 평면/기준 높이는 해수면 높이에 의존할 수 있다. 따라서 해수면 높이 정보를 고려하여 시점 변환을 수행하는 경우 접안 가이드 정보의 정확도가 증가할 수 있을 것이다. 28 is a view of viewpoint transformation at different reference planes/reference heights, and even if the same image is the same, images converted according to the viewpoint transformation criterion may be different. For example, the images on the left in (b) and (c) of Figs. 28 are the same, but the images converted according to the criteria at the time of viewpoint conversion are the same as the images on the right side of Figs. 28 (b) and (c) respectively. The relative position of may appear to be different. In this case, since the berthing guide information of the target vessel is also different, setting of a reference plane/reference height may be important in order to calculate accurate berthing guide information, and this reference plane/reference height may depend on the sea level. Therefore, if the viewpoint is converted in consideration of the sea level information, the accuracy of the berthing guide information may be increased.

도 28에 도시된 바와 같이 기준 평면은 해수면과 평행한 평면일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.28 , the reference plane may be a plane parallel to the sea level, but is not limited thereto.

장치(10)는 해수면 높이를 고려한 접안 가이드 정보를 산출할 때마다 시점 변환 정보를 해수면 높이 정보에 따라 업데이트하여 시점 변환을 수행할 수 있다. 또는, 시점 변환 정보는 일정 시간 간격에 따라 해수면 높이를 반영하여 업데이트될 수 있다. 여기서, 시점 변환 정보의 모든 파라미터에 대해 업데이트해야하는 것은 아니고 그 중 일부 파라미터에 대해서만 업데이트할 수도 있을 것이다.The device 10 may perform viewpoint transformation by updating viewpoint transformation information according to sea level height information whenever the piercing guide information is calculated in consideration of sea level height. Alternatively, the viewpoint conversion information may be updated by reflecting the sea level height according to a predetermined time interval. Here, it is not necessary to update all parameters of the view transformation information, but only some parameters among them may be updated.

도 29는 일 실시예에 따른 해수면 높이/해수평면 상에서의 접안 가이드 정보 산출을 위한 이미지 보정에 관한 도면으로, 세그멘테이션 이미지를 기준 평면/기준 높이에 대해 시점 변환하고 변환된 세그멘테이션 이미지를 해수면 높이 정보를 고려하여 보정한 후 접안 가이드 정보를 산출하는 것이다. 해수면 높이와 기준 높이의 차이가 클수록 보정 전후의 이미지의 차이가 클 수 있을 것이다.29 is a view related to image correction for calculating the eyepiece guide information on the sea level height / sea level plane according to an embodiment, the viewpoint conversion of the segmentation image with respect to the reference plane / reference height, and the converted segmentation image sea level height information It is to calculate the eyepiece guide information after correction in consideration. As the difference between the sea level height and the reference height increases, the difference between the images before and after correction may be large.

다만, 해수면을 고려한 선박 또는 항만 모니터링은 상술한 기재에 한정되지 않으며, 예를 들어, 해수면 높이 정보를 고려하여 시점 변환 단계를 수행하고 이로부터 접안 가이드 정보를 산출한 후 해수면 높이 정보를 다시 고려하여 접안 가이드 정보를 보정하는 등 다른 방식으로 구현되어도 무방하다.However, monitoring of a ship or port considering sea level is not limited to the above description, and for example, a viewpoint conversion step is performed in consideration of sea level information, berthing guide information is calculated from this, and sea level height information is considered again. It may be implemented in other ways, such as correcting the eyepiece guide information.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

10: 모니터링 장치
100: 센서 모듈
110: 통신부
120: 제어부
130: 카메라
200: 제어 모듈
210: 통신부
220: 제어부
300: 통신 모듈
10: monitoring device
100: sensor module
110: communication department
120: control unit
130: camera
200: control module
210: communication department
220: control unit
300: communication module

Claims (19)

항만 모니터링 방법으로서,
카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계;
상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계;
상기 이미지에서 바다에 대응하는 제1 영역 및 상기 이미지에서 선박에 대응하는 제2 영역을 검출하는 단계;
상기 복수의 라이다 포인트 중에서 상기 제1 영역에 포함되는 픽셀의 픽셀 위치를 고려하여 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계;
상기 제1 라이다 포인트들을 이용하여 제1 추정 해수면 높이를 계산하는 단계;
상기 제2 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계;
상기 제2 라이다 포인트의 높이값에 기초하여 상기 제2 라이다 포인트들로부터 상기 바다와 접하는 상기 선박의 하부 영역으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제3 라이다 포인트들을 결정하는 단계;
상기 제3 라이다 포인트들을 이용하여 제2 추정 해수면 높이를 계산하는 단계; 및
상기 제1 추정 해수면 높이 및 상기 제2 추정 해수면 높이를 모두 고려하여 해수면 높이를 결정하는 단계;를 포함하는
항만 모니터링 방법.
A port monitoring method comprising:
acquiring an image captured by a camera;
acquiring lidar data comprising a plurality of lidar points obtained by a lidar sensor having a viewing angle that at least partially overlaps a viewing angle of the camera;
detecting a first area corresponding to the sea in the image and a second area corresponding to the vessel in the image;
selecting first LiDAR points related to a LiDAR beam reflected from the sea in consideration of a pixel position of a pixel included in the first area from among the plurality of LiDAR points;
calculating a first estimated sea level height using the first lidar points;
selecting second lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points in consideration of pixel positions of pixels included in the second area;
determining third lidar points related to the lidar beam reflected from the lower region of the vessel in contact with the sea from the second lidar points based on the height value of the second lidar point;
calculating a second estimated sea level height using the third lidar points; and
determining the sea level height in consideration of both the first estimated sea level height and the second estimated sea level height;
How to monitor ports.
제1 항에 있어서,
상기 제1 추정 해수면 높이는 상기 제1 라이다 포인트들의 높이값의 평균인
항만 모니터링 방법.
According to claim 1,
The first estimated sea level height is an average of the height values of the first LiDAR points.
How to monitor ports.
제1 항에 있어서,
상기 제3 라이다 포인트들을 결정하는 단계는
상기 제2 라이다 포인트들로부터 실질적으로 동일한 높이값의 라이다 포인트들을 포함하는 라이다 라인들을 생성하는 단계 및
상기 라이다 라인들 중 가장 낮은 높이값의 라이다 라인을 상기 제3 라이다 포인트들로 선택하는 단계를 포함하는
항만 모니터링 방법.
According to claim 1,
The step of determining the third LiDAR points includes:
generating lidar lines including lidar points having substantially the same height from the second lidar points; and
selecting a lidar line having a lowest height value among the lidar lines as the third lidar points;
How to monitor ports.
제3 항에 있어서,
상기 라이다 라인은 기설정된 범위의 라이다 포인트 개수 및/또는 길이를 갖는
항만 모니터링 방법.
4. The method of claim 3,
The lidar line has a number and/or length of lidar points in a preset range.
How to monitor ports.
제1 항에 있어서,
상기 해수면 높이는 상기 제1 추정 해수면 높이 및 상기 제2 추정 해수면 높이의 가중합인
항만 모니터링 방법.
According to claim 1,
The sea level height is a weighted sum of the first estimated sea level height and the second estimated sea level height
How to monitor ports.
제5 항에 있어서,
상기 제1 추정 해수면 높이에 부여되는 제1 가중치는 상기 제1 라이다 포인트들의 거리값에 기초하여 결정되고,
상기 제2 추정 해수면 높이에 부여되는 제2 가중치는 상기 제2 라이다 포인트들의 거리값에 기초하여 결정되고,
항만 모니터링 방법.
6. The method of claim 5,
A first weight given to the first estimated sea level is determined based on a distance value of the first LiDAR points,
A second weight given to the second estimated sea level is determined based on a distance value of the second LiDAR points,
How to monitor ports.
제5 항에 있어서,
상기 제1 라이다 포인트들로부터 제1 파고를 산출하는 단계; 및
상기 제2 라이다 포인트들로부터 제2 파고를 산출하는 단계;를 더 포함하고,
상기 제1 추정 해수면 높이에 부여되는 제1 가중치는 단위 시간 당 상기 제1 파고의 변화에 기초하여 결정되고,
상기 제2 추정 해수면 높이에 부여되는 제2 가중치는 단위 시간 당 상기 제2 파고의 변화에 기초하여 결정되는
항만 모니터링 방법.
6. The method of claim 5,
calculating a first wave height from the first lidar points; and
Calculating a second wave height from the second lidar points; further comprising,
A first weight given to the first estimated sea level height is determined based on a change in the first wave height per unit time,
A second weight given to the second estimated sea level is determined based on a change in the second wave height per unit time.
How to monitor ports.
제1 항에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 인공 신경망을 이용하여 검출되고,
상기 인공 신경망은 복수의 훈련 이미지 및 상기 복수의 훈련 이미지의 픽셀들에 라벨링되는 객체 정보를 포함하는 학습 세트를 이용하여 학습되는
항만 모니터링 방법.
According to claim 1,
The first region and the second region are detected using an artificial neural network,
The artificial neural network is trained using a training set including a plurality of training images and object information labeled in pixels of the plurality of training images.
How to monitor ports.
제1 항에 있어서,
상기 제1 라이다 포인트들 및/또는 상기 제2 라이다 포인트들은 라이다 포인트들의 특성을 고려하여 결정되고,
상기 라이다 포인트들의 특성은 라이다 포인트의 수, 높이값의 편차, 거리값 중 적어도 하나를 포함하는
항만 모니터링 방법.
According to claim 1,
The first lidar points and/or the second lidar points are determined in consideration of characteristics of lidar points,
The characteristics of the lidar points include at least one of the number of lidar points, the deviation of the height value, and the distance value
How to monitor ports.
제1 항에 있어서,
상기 제2 라이다 포인트들은 상기 이미지로부터 획득되는 선박 정보에 기초하여 결정되고,
상기 선박 정보는 상기 제2 영역의 검출, 상기 제2 영역의 크기, 상기 선박까지의 거리 및 상기 선박과 관련된 오클루전의 검출 중 적어도 하나를 포함하는
항만 모니터링 방법.
According to claim 1,
The second lidar points are determined based on vessel information obtained from the image,
The vessel information includes at least one of detection of the second region, a size of the second region, a distance to the vessel, and detection of occlusion associated with the vessel.
How to monitor ports.
항만 모니터링 방법으로서,
카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계;
상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계;
상기 이미지에서 바다에 대응하는 제1 영역 및 상기 이미지에서 선박에 대응하는 제2 영역을 검출하는 단계;
상기 복수의 라이다 포인트 중에서 상기 제1 영역에 포함되는 픽셀의 픽셀 위치를 고려하여 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계;
라이다 포인트들의 특성에 기초하여 상기 제1 라이다 포인트들의 제1 신뢰도를 결정하는 단계;
상기 제2 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계;
상기 이미지로부터 획득되는 선박 정보에 기초하여 상기 제2 라이다 포인트들의 제2 신뢰도를 결정하는 단계; 및
상기 제1 신뢰도 및 상기 제2 신뢰도를 고려하여 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들 중 적어도 하나를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계;를 포함하는
항만 모니터링 방법.
A port monitoring method comprising:
acquiring an image captured by a camera;
acquiring lidar data comprising a plurality of lidar points obtained by a lidar sensor having a viewing angle that at least partially overlaps a viewing angle of the camera;
detecting a first area corresponding to the sea in the image and a second area corresponding to the vessel in the image;
selecting first LiDAR points related to a LiDAR beam reflected from the sea in consideration of a pixel position of a pixel included in the first area from among the plurality of LiDAR points;
determining a first reliability of the first lidar points based on a characteristic of the lidar points;
selecting second lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points in consideration of pixel positions of pixels included in the second area;
determining a second reliability of the second lidar points based on the ship information obtained from the image; and
estimating the sea level height using at least one of the first LiDAR points and the second LiDAR points in consideration of the first reliability and the second reliability;
How to monitor ports.
제11 항에 있어서,
상기 라이다 포인트들의 특성은 라이다 포인트의 수, 높이값의 편차, 거리값 중 적어도 하나를 포함하는
항만 모니터링 방법.
12. The method of claim 11,
The characteristics of the lidar points include at least one of the number of lidar points, the deviation of the height value, and the distance value
How to monitor ports.
제11 항에 있어서,
상기 선박 정보는 상기 제2 영역의 검출, 상기 제2 영역의 크기, 상기 선박까지의 거리 및 상기 선박과 관련된 오클루전의 검출 중 적어도 하나를 포함하는
항만 모니터링 방법.
12. The method of claim 11,
The vessel information includes at least one of detection of the second region, a size of the second region, a distance to the vessel, and detection of occlusion associated with the vessel.
How to monitor ports.
항만 모니터링 방법으로서,
라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계;
상기 복수의 라이다 포인트 중에서 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계;
상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계;
상기 제1 라이다 포인트들 및 제2 라이다 포인트들의 수, 높이값의 편차 및 거리값 중 적어도 하나에 기초하여 해수면 높이를 추정하기 위한 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들 각각의 신뢰도를 결정하는 단계; 및
상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들의 상기 신뢰성을 고려하여 상기 제1 라이다 포인트들 및 상기 제2 라이다 포인트들 중 적어도 하나를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계; 를 포함하는
항만 모니터링 방법.
A port monitoring method comprising:
acquiring lidar data including a plurality of lidar points obtained by a lidar sensor;
selecting first lidar points related to a lidar beam reflected from the sea from among the plurality of lidar points;
selecting second lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points;
The first LiDAR points and the second LiDAR points for estimating a sea level height based on at least one of the number of the first LiDAR points and the second LiDAR points, a deviation of a height value, and a distance value determining each reliability level; and
estimating a sea level height using at least one of the first LiDAR points and the second LiDAR points in consideration of the reliability of the first LiDAR points and the second LiDAR points; containing
How to monitor ports.
항만 모니터링 방법으로서,
카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계;
상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계;
상기 이미지에서 선박에 대응하는 선박 영역을 인공 신경망을 이용하여 검출하는 단계,
상기 인공 신경망은 복수의 훈련 이미지 및 상기 복수의 훈련 이미지의 픽셀들에 라벨링되는 객체 정보를 포함하는 학습 세트를 이용하여 학습되고,
상기 복수의 훈련 이미지 중 적어도 일부는 선박 및 바다를 포함하고,
상기 객체 정보는 객체 종류를 반영하고,
상기 선박의 픽셀들은 선박을 지시하는 상기 객체 종류의 상기 객체 정보로 라벨링되고;
상기 선박 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계;
상기 제1 라이다 포인트의 높이값에 기초하여 상기 제1 라이다 포인트들로부터 상기 바다와 접하는 상기 선박의 하부 영역으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 결정하는 단계; 및
상기 제2 라이다 포인트들을 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계;를 포함하는
항만 모니터링 방법.
A port monitoring method comprising:
acquiring an image captured by a camera;
acquiring lidar data comprising a plurality of lidar points obtained by a lidar sensor having a viewing angle that at least partially overlaps a viewing angle of the camera;
detecting a vessel region corresponding to the vessel in the image using an artificial neural network;
The artificial neural network is trained using a training set including a plurality of training images and object information labeled in pixels of the plurality of training images,
At least some of the plurality of training images include ships and seas,
The object information reflects the object type,
the pixels of the vessel are labeled with the object information of the object type indicating the vessel;
selecting first lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points in consideration of pixel positions of pixels included in the vessel area;
determining second lidar points related to a lidar beam reflected from a lower region of the vessel in contact with the sea from the first lidar points based on a height value of the first lidar point; and
Including; estimating the sea level height using the second lidar points
How to monitor ports.
제15 항에 있어서,
상기 제1 라이다 포인트들의 수, 높이값의 편차 및 거리값 중 적어도 하나에 기초하여 상기 해수면 높이를 검증하는 단계를 더 포함하는
항만 모니터링 방법.
16. The method of claim 15,
Further comprising the step of verifying the sea level height based on at least one of the number of the first LiDAR points, the deviation of the height value, and the distance value
How to monitor ports.
항만 모니터링 방법으로서,
카메라에 의해 촬상된 이미지를 획득하는 단계;
상기 카메라의 시야각과 적어도 부분적으로 오버랩되는 시야각을 갖는 라이다 센서에 의해 얻어지는 복수의 라이다 포인트를 포함하는 라이다 데이터를 획득하는 단계;
상기 이미지에서 선박에 대응하는 선박 영역을 검출하는 단계;
상기 선박 영역에 포함되는 픽셀들의 픽셀 위치를 고려하여 상기 복수의 라이다 포인트들 중에서 상기 선박으로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제1 라이다 포인트들을 선택하는 단계;
상기 이미지로부터 상기 선박에 관련된 선박 정보를 획득하는 단계,
상기 선박 정보는 상기 선박의 검출, 상기 선박 영역의 크기, 상기 선박까지의 거리 및 상기 선박과 관련된 오클루전의 검출 중 적어도 하나를 포함하고; 및
상기 선박 정보에 의해 기설정된 조건이 충족되는 경우, 상기 제1 라이다 포인트를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계;를 포함하는
항만 모니터링 방법.
A port monitoring method comprising:
acquiring an image captured by a camera;
acquiring lidar data comprising a plurality of lidar points obtained by a lidar sensor having a viewing angle that at least partially overlaps a viewing angle of the camera;
detecting a vessel area corresponding to the vessel in the image;
selecting first lidar points related to the lidar beam reflected from the vessel from among the plurality of lidar points in consideration of pixel positions of pixels included in the vessel area;
obtaining vessel information related to the vessel from the image;
the vessel information includes at least one of detection of the vessel, a size of the vessel area, a distance to the vessel, and detection of occlusion associated with the vessel; and
When a preset condition is satisfied by the ship information, estimating the sea level height using the first lidar point; including
How to monitor ports.
제17 항에 있어서,
상기 이미지에서 바다에 대응하는 바다 영역을 검출하는 단계;
상기 복수의 라이다 포인트 중에서 상기 바다 영역에 포함되는 픽셀의 픽셀 위치를 고려하여 바다로부터 반사되는 라이다 빔과 관련된 제2 라이다 포인트들을 선택하는 단계; 및
상기 선박 정보에 의해 상기 기설정된 조건이 충족되지 않는 경우, 상기 제2 라이다 포인트를 이용하여 해수면 높이를 추정하는 단계;를 더 포함하는
항만 모니터링 방법.
18. The method of claim 17,
detecting a sea area corresponding to the sea in the image;
selecting second lidar points related to a lidar beam reflected from the sea in consideration of pixel positions of pixels included in the sea area from among the plurality of lidar points; and
When the preset condition is not satisfied by the ship information, estimating the sea level height using the second lidar point; further comprising
How to monitor ports.
상기 제1 항 내지 제18 항 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.

A computer-readable recording medium in which a program for performing the method of any one of claims 1 to 18 is recorded.

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