KR20220107768A - Auto Pilot System Integrated Track Control - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 트랙 제어를 적용한 자동조타시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 GPS 정보(자선), AIS 정보(타선/자선), RADAR 정보, RF 정보, 어장 및 수심, 침선, 어초 등의 동적/정적 정보를 활용하여, 선박의 트랙 제어 기능을 포함한 자동 조타 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic steering system to which track control is applied, and in more detail, GPS information (own ship), AIS information (other ship/own ship), RADAR information, RF information, dynamic/static information such as fishing ground and water depth, chim boat, reef, etc. It relates to an automatic steering system including a ship's track control function using
일반적으로, 자동 조타 시스템은 출발지로부터 도착지까지 설정된 항로를 따라 선박이 운항할 수 있도록 러더(Rudder)를 자동적으로 조정하는 장치이다. In general, an automatic steering system is a device for automatically adjusting a rudder so that a ship can operate along a set route from a departure point to a destination location.
종래의 일반 자동 조타 시스템(Auto Pilot System)은 러더(Rudder)를 제어하여, 목적지 방향으로 선수를 유지하도록 하는 시스템으로, 선박, 어장, 침선, 어초 등의 위험 요소들을 고려하지 않아 선박 사고의 원인이 되는 문제점이 있었다.The conventional general automatic steering system (Auto Pilot System) is a system that controls the rudder to keep the bow in the direction of the destination. There was a problem with this.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, GPS 정보(자선), AIS 정보(타선/자선), RADAR 정보, RF 정보, 어장 및 수심, 침선, 어초 등의 동적/정적 정보를 활용하여, 선박의 트랙 제어 기능을 포함한 자동 조타 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and utilizes dynamic/static information such as GPS information (own ship), AIS information (other ship / own ship), RADAR information, RF information, fishing ground and depth, chim boat, reef, etc. Accordingly, an object of the present invention is to provide an automatic steering system including a track control function of a ship.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 트랙 제어 기능을 포함한 자동 조타 시스템은 자선과 타선의 위치, 선속, 선수 방위를 추출하는 정보추출부, RADAR 영상 및 알파 타겟을 이용하여 정적 및 동적 물체를 패턴 인식으로 추출하는 패턴인식부, 상기 정보추출부 및 상기 패턴인식부에서 추출한 정보 및 상기 추출한 정보들을 융합하여 정합한 동일물체 정보를 활용하여 자선과 타선 및 정적 물체사이의 DCPA, TCPA 및 위험도를 추출하는 위험추출부 및 항로 계획 정보와 상기 위험 추출부에서 추출한 정보를 적용하여 최적의 경로를 탐색하는 트랙 제어부를 포함한다.According to various embodiments of the present disclosure, an automatic steering system including a track control function recognizes static and dynamic objects using an information extraction unit for extracting the positions, speed, and heading of own and other ships, RADAR images, and alpha targets to pattern recognition The information extracted from the pattern recognition unit, the information extraction unit, and the pattern recognition unit extracted with and a track control unit that searches for an optimal route by applying the information extracted from the risk extracting unit and the route planning information and the risk extracting unit.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 정보추출부는 AIS를 이용하여 자선 및 타선의 AIS정보를 추출하는 제1 추출부, GPS를 이용하여 타선의 GPS정보를 추출하는 제2 추출부, Echo Sound를 이용하여 수심을 추출하는 제3 추출부 및 RF 모뎀을 이용하여 타선의 RF정보를 추출하는 제4 추출부를 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the information extraction unit uses AIS to extract AIS information of own and other ships, a second extractor for extracting GPS information of other ships using GPS, and Echo Sound. It may include a third extractor for extracting the depth of the water by using the fourth extractor for extracting RF information of the other ship using an RF modem.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 트랙 제어부는 지도상의 셀을 가로 및 세로 5 미터 단위로 구성하여, 각 셀에 위험도, DCPA 및 TCPA정보를 적용하고 기계학습을 이용하여 상기 최적의 경로를 탐색할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the track control unit configures cells on the map in units of 5 meters in width and length of 5 meters, applies risk, DCPA and TCPA information to each cell, and searches for the optimal path using machine learning. can do.
본 발명은 AIS/GPS/Echo Sound/RF 모뎀을 활용하여 자선에 자선과 타선의 위치, 선속, 선수방위를 추출하고 RADAR 영상 및 알파 타겟을 이용한 물체(정적/동정)를 패턴 인식으로 추출하여 정보를 정합하여 위험도를 추출하고, 항로 계획정보와 각 물체의 위험도, DCPA, TCPA적용하고, 최적의 항해 가능한 경로(트랙) 추출하여, 그에 따라 실시간 자동 조타가 가능하다.The present invention uses AIS/GPS/Echo Sound/RF modem to extract the position, speed, and heading of own ship and other ship to own ship, and extracts the object (static/sympathetic) using the RADAR image and alpha target through pattern recognition. to extract the risk level, apply route planning information, risk level of each object, DCPA, and TCPA, and extract the optimal navigable route (track), enabling real-time automatic steering accordingly.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랙 제어를 적용한 자동 조타 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 트랙 제어를 적용한 자동 조타 시스템의 정보추출부를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an automatic steering system to which track control is applied according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating an information extraction unit of an automatic steering system to which a track control is applied according to an exemplary embodiment.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. And, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And the terms described below are terms defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings as follows. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only this embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 서버)를 포함할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.Various embodiments of the present document may be implemented as software (eg, a program) including instructions stored in a machine-readable storage medium (eg, a computer). The device is a device capable of calling a stored command from a storage medium and operating according to the called command, and may include an electronic device (eg, a server) according to the disclosed embodiments. Instructions may include code generated or executed by a compiler or interpreter. The device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here, 'non-transitory' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, and does not distinguish that data is semi-permanently or temporarily stored in the storage medium.
일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the method according to various embodiments disclosed in this document may be included and provided in a computer program product. Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities. The computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg, compact disc read only memory (CD-ROM)) or online through an application store (eg, Play Store™). In the case of online distribution, at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.Each of the components (eg, a module or a program) according to various embodiments may be composed of a singular or a plurality of entities, and some sub-components of the aforementioned sub-components may be omitted, or other sub-components may be It may be further included in various embodiments. Alternatively or additionally, some components (eg, a module or a program) may be integrated into a single entity to perform the same or similar functions performed by each corresponding component prior to integration. According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, parallel, iteratively, or heuristically, or at least some operations are executed in a different order, are omitted, or other operations are added. can be
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랙 제어를 적용한 자동 조타 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랙 제어를 적용한 자동 조타 시스템의 정보추출부를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an automatic steering system to which track control is applied according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram illustrating an information extraction unit of an automatic steering system to which track control is applied according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랙 제어를 적용한 자동 조타 시스템(10)은 정보추출부(100), 패턴인식부(200), 위험추출부(300) 및 트랙 제어부(400)를 포함할 수 있다.1 and 2, the
상기 정보추출부(100)는 자선과 타선의 위치, 선속, 선수 방위 정보를 추출할 수 있다. 상기 정보추출부(100)는 AIS를 이용하여 자선 및 타선의 AIS정보를 추출하는 제1 추출부(110), GPS를 이용하여 타선의 GPS정보를 추출하는 제2 추출부(120), Echo Sound를 이용하여 수심을 추출하는 제3 추출부(130) 및 RF 모뎀을 이용하여 타선의 RF정보를 추출하는 제4 추출부(140)을 포함할 수 있다. The
상기 패턴인식부(200)는 RADAR 영상 및 알파 타겟을 이용하여 정적 및 동적 물체를 패턴 인식으로 추출할 수 있다. The
상기 위험 추출부(300)는 상기 정보추출부(100)에서 추출한 정보, 상기 패턴인식부(200)에서 추출한 정보 및 상기 정보추출부(100)에서 추출한 정보와 상기 패턴인식부(200)에서 추출한 정보를 융합하여 동일물체를 정합한 정보를 활용하여 자선과 타선 및 정적 물체 사이의 DCPA, TCPA, 위험도를 추출할 수 있다. 이때 상기 위험도는 각 물체의 위치 정보에 부합하게 Artifical Potential Function을 적용하여 산출할 수 있다.The
상기 트랙 제어부(400)는 항로 계획 정보와 각 물체의 상기 위험도, DCPA, TCPA적용하여, 최적의 항해 가능한 경로를 추출하고, 그에 따라 실시간 자동 조타를 할 수 있다. 상기 최적의 경로는 지도상의 셀을 가로 및 세로 5 미터 단위로 구성하여, 각 셀에 위험도, DCPA 및 TCPA정보를 적용하고 기계학습을 이용하여 탐색할 수 있다.The
본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.The spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and not only the claims described below, but also all modifications equivalently or equivalently to the claims described below will fall within the scope of the spirit of the present invention.
10: 트랙 제어를 적용한 자동조타 시스템
100: 정보추출부
110: 제1 추출부
120: 제2 추출부
130: 제3 추출부
140: 제4 추출부
200: 패턴인식부
300: 위험추출부
400: 트랙 제어부10: Auto-steering system with track control
100: information extraction unit
110: first extraction unit
120: second extraction unit
130: third extraction unit
140: fourth extraction unit
200: pattern recognition unit
300: risk extraction unit
400: track control
Claims (3)
RADAR 영상 및 알파 타겟을 이용하여 정적 및 동적 물체를 패턴 인식으로 추출하는 패턴인식부;
상기 정보추출부 및 상기 패턴인식부에서 추출한 정보 및 상기 추출한 정보들을 융합하여 정합한 동일물체 정보를 활용하여 자선과 타선 및 정적 물체사이의 DCPA, TCPA 및 위험도를 추출하는 위험추출부; 및
항로 계획 정보와 상기 위험 추출부에서 추출한 정보를 적용하여 최적의 경로를 탐색하는 트랙 제어부를 포함하는 트랙 제어를 적용한 자동 조타 시스템.
an information extraction unit for extracting the position, speed, and heading of own and other ships;
a pattern recognition unit that extracts static and dynamic objects through pattern recognition using RADAR images and alpha targets;
a risk extracting unit for extracting DCPA, TCPA, and risk between own ship, other ship, and static object by using the information extracted from the information extraction unit and the pattern recognition unit and the same object information that is matched by fusion of the extracted information; and
An automatic steering system to which track control is applied, comprising a track controller for searching for an optimal route by applying route planning information and information extracted from the risk extraction part.
AIS를 이용하여 자선 및 타선의 AIS정보를 추출하는 제1 추출부;
GPS를 이용하여 타선의 GPS정보를 추출하는 제2 추출부;
Echo Sound를 이용하여 수심을 추출하는 제3 추출부; 및
RF 모뎀을 이용하여 타선의 RF정보를 추출하는 제4 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙제어를 적용한 자동조타 시스템.
According to claim 1, wherein the information extraction unit,
A first extraction unit for extracting AIS information of own ship and other ships using AIS;
a second extraction unit for extracting GPS information of other ships using GPS;
a third extraction unit for extracting water depth using echo sound; and
Automatic steering system to which track control is applied, characterized in that it comprises a fourth extraction unit for extracting RF information of other ships using an RF modem.
지도상의 셀을 가로 및 세로 5 미터 단위로 구성하여, 각 셀에 위험도, DCPA 및 TCPA정보를 적용하고 기계학습을 이용하여 상기 최적의 경로를 탐색하는 것을 특징으로 하는 트랙제어를 적용한 자동조타 시스템.
According to claim 1, wherein the track control unit,
An automatic steering system to which track control is applied, characterized in that the cells on the map are configured in units of 5 meters in width and length, and the risk, DCPA and TCPA information is applied to each cell, and the optimal route is searched using machine learning.
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2021
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