KR20220132930A - Automatic control system for water of ballast tanks for autonomous ships - Google Patents

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KR20220132930A KR1020210038106A KR20210038106A KR20220132930A KR 20220132930 A KR20220132930 A KR 20220132930A KR 1020210038106 A KR1020210038106 A KR 1020210038106A KR 20210038106 A KR20210038106 A KR 20210038106A KR 20220132930 A KR20220132930 A KR 20220132930A
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Abstract

Disclosed is an automatic control system for ballast tank water of an autonomous ship which allows an autonomous ship to maintain a proper waterline while having sufficient restoring power. The automatic control system for ballast tank water of an autonomous ship comprises: a ballast tank filled with ballast water of an autonomous ship; a sensor device including a cargo weight sensor measuring the weight of loading cargo loaded in the autonomous ship and a water level sensor measuring the water level of the ballast tank; a monitoring device receiving the weight of the loading cargo and the water level of the ballast tank to monitor the amount of the ballast water and the weight of the loading cargo, determine whether the weight of the loading cargo changes, and calculate a proper amount of the ballast water if a change in the weight of the loading cargo is sensed; and a controller injecting water into the ballast tank or discharging water from the ballast tank to make the amount of the ballast water in the ballast tank become the calculated proper amount.

Description

자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템{Automatic control system for water of ballast tanks for autonomous ships}Automatic control system for water of ballast tanks for autonomous ships}

본 발명은 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic control system for the number of ballast tanks in an autonomous ship.

자율운항선박은 선원 없이 자동으로 정해진 경로를 항해하고, 필요한 경우, 원격 조종 통제 센터에서 항해 및 기관부(예를 들면, 엔진, 방향타 장치)를 제어할 수 있는 선박을 말한다. 이를 위하여, 지상에는 자율운항선박을 원격으로 조종하기 위한 원격 조종 통제 센터가 필요하며, 기술적인 문제 및 법적인 문제 등의 해결을 위하여 원격 조종 통제 센터에서는 선장 및 기관장이 직접 지휘 통솔을 수행해야 한다.Autonomous vessel refers to a vessel capable of navigating an automatically set route without crew and, if necessary, controlling navigation and machinery (eg engine, rudder device) from a remote-controlled control center. To this end, a remote control and control center is required to remotely control an autonomous ship on the ground. In order to solve technical and legal problems, the captain and the chief engineer must perform direct command and guidance at the remote control control center.

한편, 화물선은 선적 화물이 충분하지 않을 경우, 물속에서 추진기 및 방향타의 효율적인 작동과 균형 유지 및 안정성을 높이기 위하여, 밸러스트 탱크(ballast water tank)에 해수를 담은 상태로 운항된다. 밸러스트 탱크 내에 적재되는 물을 일반적으로, 밸러스트 수(ballast water)라 부른다. 밸러스트 수는 선박의 흘수와 트림(trim: 선박의 앞뒤 경사)을 조절하기 위하여 적재하는 중량물로서, 선박의 균형 유지와 안정성을 높이는 기능을 한다. 밸러스트 수는 화물이 충분히 적재되지 않은 경우에 추진기와 방향타가 물속에서 효과적으로 작동되게 하는 기능을 수행할 수 있다. 밸러스트 수는 선박이 철재로 건조되기 시작한 1870년대 후반부터 사용되고 있으며, 선박에 따라 밸러스트 수를 적재하지 않고 광석이나 모래 등을 밸러스트로 사용하는 경우도 있으나, 오늘날에는 해수나 담수를 밸러스트로 사용하는 것이 보편화되어 있다.On the other hand, the cargo ship is operated in a state containing seawater in a ballast water tank in order to improve the efficient operation and balance and stability of the thruster and the rudder in the water when there is not enough cargo to be loaded. The water loaded into the ballast tank is generally referred to as ballast water. The number of ballasts is a weight loaded to control the draft and trim (front and rear inclination of the ship), and functions to maintain the balance and improve the stability of the ship. Ballast water can perform the function of allowing the thrusters and rudder to operate effectively in the water when the cargo is not sufficiently loaded. Ballast water has been used since the late 1870s, when ships started to be built with iron materials. Depending on the ship, ore or sand is used as ballast without loading ballast water. has been universalized.

항만이나 수로 또는 대양에서 해수 또는 담수가 취수되어 밸러스트 탱크에 밸러스트 수가 적재되며, 밸러스트 수의 취수와 배출은 선박이 기항하는 국가의 산업발전 정도, 자원 등의 부존 여부 등에 따라 차이가 있을 수 있다. 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)의 자료에 따르면, 전세계적으로 매년 100억 톤 이상의 밸러스트 수를 운송하는 것으로 추정되고 있다.Seawater or fresh water is taken in from a port, waterway, or ocean, and ballast water is loaded into the ballast tank. According to data from the International Maritime Organization (IMO), it is estimated that more than 10 billion tonnes of ballast water are transported worldwide each year.

그러나, 이러한 밸러스트 수의 취수 또는 배출은 통상적으로, 항만에서 화물을 하역하거나 적재할 때와 같은 상황에 맞춰 수작업으로 수행되며, 이에 따라 자율운항선박에 활용하기 어려운 문제점이 있다.However, the intake or discharge of such ballast water is usually performed manually in accordance with situations such as when unloading or loading cargo in a port, and thus there is a problem in that it is difficult to utilize it for autonomous ships.

따라서, 자율운항선박을 위하여 밸러스트 수의 취수 및 배출을 자동 제어하는 시스템의 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a system for automatically controlling the intake and discharge of ballast water for autonomous ships.

대한민국등록특허공보 제10-0734814호(2007.06.27)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0734814 (June 27, 2007)

본 발명은 자율운항선박의 적재화물의 중량 및 밸러스트 수(ballast water)의 양을 모니터링하고, 적재화물의 중량 변동 시, 자율운항선박이 충분한 복원력을 가지고 적당한 흘수선을 유지하도록 적재화물의 중량 변동에 따라 밸러스트 수의 양을 조절하는 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention monitors the weight of the load of the autonomous vessel and the amount of ballast water, and when the weight of the load changes, the autonomous vessel has sufficient resilience and maintains an appropriate waterline. This is to provide an automatic control system for the number of ballast tanks for autonomous ships that adjusts the amount of ballast water according to the requirements.

본 발명의 일 측면에 따르면, 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템이 개시된다.According to one aspect of the present invention, an automatic control system for the number of ballast tanks of an autonomous ship is disclosed.

본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템은, 상기 자율운항선박의 밸러스트 수가 채워진 밸러스트 탱크, 상기 자율운항선박에 적재되는 적재화물의 중량을 측정하는 화물중량 센서 및 상기 밸러스트 탱크의 수위를 측정하는 수위 센서를 포함하는 센서 장치, 상기 적재화물의 중량 및 상기 밸러스트 탱크의 수위를 수신하여, 상기 적재화물의 중량 및 상기 밸러스트 수의 양을 모니터링하고, 상기 적재화물의 중량의 변동 여부를 판단하고, 상기 적재화물의 중량의 변동을 감지하는 경우, 상기 밸러스트 수의 적정량을 산출하는 모니터링 장치 및 상기 밸러스트 탱크 내의 상기 밸러스트 수의 양이 상기 산출된 적정량이 되도록, 상기 밸러스트 탱크로 물을 주입하거나 상기 밸러스트 탱크로부터 물을 배출시키는 제어기를 포함한다.A system for automatically controlling the number of ballast tanks of an autonomously operated ship according to an embodiment of the present invention includes a ballast tank filled with the number of ballasts of the autonomously operated ship, a cargo weight sensor for measuring the weight of a load loaded on the autonomously operated ship, and the ballast A sensor device including a water level sensor for measuring the water level of the tank, receiving the weight of the load and the water level of the ballast tank, monitoring the weight of the load and the amount of the ballast water, and the weight of the load When determining whether there is a change and detecting a change in the weight of the load, a monitoring device for calculating the appropriate amount of the ballast water and the amount of the ballast water in the ballast tank to the calculated appropriate amount, to the ballast tank and a controller for injecting water or draining water from the ballast tank.

상기 센서 장치는 상기 자율운항선박의 흘수선을 측정하는 흘수선 측정 센서를 더 포함하되, 상기 모니터링 장치는 상기 측정된 흘수선을 모니터링하여, 상기 적재화물의 중량의 변동 여부를 판단하고, 상기 적재화물의 중량의 변동을 감지하여 상기 밸러스트 수의 상기 적정량을 산출한다.The sensor device further includes a waterline measuring sensor for measuring the waterline of the autonomous vessel, wherein the monitoring device monitors the measured waterline to determine whether the weight of the load has changed, and the weight of the load By detecting the change in the number of ballast is calculated the appropriate amount.

상기 모니터링 장치는, 상기 측정된 흘수선과 미리 설정된 적정흘수선의 차이를 확인하고, 상기 확인된 차이에 상응하는 적재중량을 상기 적재화물의 중량 변동으로 감지하고, 상기 자율운항선박의 흘수선이 미리 설정된 적정흘수선을 유지하도록, 상기 수위에 상응하는 밸러스트 수의 중량에 상기 확인된 차이에 상응하는 적재중량을 적용하여 상기 적정량을 산출한다.The monitoring device checks a difference between the measured waterline and a preset appropriate waterline, detects a loading weight corresponding to the identified difference as a weight change of the loaded cargo, and determines a preset appropriate waterline of the autonomous vessel. To maintain the waterline, the appropriate amount is calculated by applying the loading weight corresponding to the identified difference to the weight of the ballast water corresponding to the water level.

상기 센서 장치는 상기 자율운항선박의 항해에 따른 주변환경의 상태를 측정하는 센서 및 상기 자율운항선박의 설비에 설치되어 설비의 상태를 측정하는 센서를 더 포함하되, 상기 모니터링 장치는 상기 센서 장치로부터 센서 데이터를 수신하여 상기 자율운항선박의 항해 및 설비의 상태에 대하여 모니터링하고, 상기 항해 또는 상기 설비에 대한 이상상황 발생 여부를 판단한다.The sensor device further includes a sensor for measuring a state of a surrounding environment according to the voyage of the autonomous vessel and a sensor installed in the facility of the autonomous vessel to measure the state of the facility, wherein the monitoring device is provided from the sensor device. Receive sensor data to monitor the status of navigation and equipment of the autonomously operated vessel, and determine whether an abnormal situation occurs in the navigation or the equipment.

본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템은, 자율운항선박의 적재화물의 중량 및 밸러스트 수(ballast water)의 양을 모니터링하고, 적재화물의 중량 변동 시, 적재화물의 중량 변동에 따라 밸러스트 수의 양을 조절함으로써, 자율운항선박이 충분한 복원력을 가지고 적당한 흘수선을 유지하게 할 수 있다.The automatic control system for the number of ballast tanks of an autonomous vessel according to an embodiment of the present invention monitors the weight of the load of the autonomous vessel and the amount of ballast water, and when the weight of the load changes, the By adjusting the amount of ballast water according to weight fluctuations, it is possible to ensure that the autonomous vessel has sufficient resilience and maintains an appropriate waterline.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템이 구현될 수 있는 환경을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템의 동작 방법을 예시하여 나타낸 흐름도.1 is a view schematically illustrating an environment in which an automatic control system for the number of ballast tanks of an autonomous ship according to an embodiment of the present invention can be implemented.
2 is a view schematically illustrating the configuration of an automatic control system for the number of ballast tanks of an autonomous ship according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation method of an automatic control system for the number of ballast tanks of an autonomous ship according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템이 구현될 수 있는 환경을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다. 이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템에 대하여 설명하기로 한다.1 is a diagram schematically illustrating an environment in which an automatic control system for the number of ballast tanks of an autonomously operated vessel according to an embodiment of the present invention can be implemented, and FIG. 2 is a ballast of an autonomously operated vessel according to an embodiment of the present invention. It is a diagram schematically illustrating the configuration of an automatic tank number control system. Hereinafter, an automatic control system for the number of ballast tanks of an autonomous ship according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템은, 자율운항선박(100) 및 자율운항선박(100)의 운항을 지원하는 육상관제센터(200)에 구현될 수 있다.First, referring to FIG. 1 , the system for automatically controlling the number of ballast tanks of an autonomously operated vessel according to an embodiment of the present invention is a land control center 200 that supports the operation of the autonomously operated vessel 100 and the autonomously operated vessel 100 . ) can be implemented.

예를 들어, 자율운항선박(100)과 육상관제센터(200) 간의 통신은 LTE-Maritime과 같은 해양통신망을 통해 이루어질 수 있다.For example, communication between the autonomous ship 100 and the land control center 200 may be performed through a maritime communication network such as LTE-Maritime.

그리고, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템은 자율운항선박(100)에 설치되는 센서 장치(110), 모니터링 장치(120), 제어기(130), 밸러스트 탱크(140), 선박통신장치(150), 자율운항 장치(160) 및 수동제어 장치(170)와 육상관제센터(200)에 설치되는 육상지원 장치(210)를 포함하여 구성될 수 있다.And, referring to FIG. 2 , the system for automatically controlling the number of ballast tanks of an autonomously operated ship according to an embodiment of the present invention includes a sensor device 110 , a monitoring device 120 , and a controller 130 installed in the autonomously operated ship 100 . ), the ballast tank 140, the ship communication device 150, the autonomous navigation device 160 and the manual control device 170 and the land support device 210 installed in the land control center 200. have.

여기서, 모니터링 장치(120) 및 육상지원 장치(210)는 네트워크 연결 가능한 서버를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 서버는 자율운항선박(100)의 설비를 제어 및 관리하는 기능을 수행하거나, 자율운항선박(100)의 운항을 지원하는 기능을 수행할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 장치(120) 또는 육상지원 장치(210)를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the monitoring device 120 and the land support device 210 may be implemented through a network connectable server. For example, the server may perform a function of controlling and managing facilities of the autonomously operated vessel 100 or may perform a function of supporting the operation of the autonomously operated vessel 100 , and monitoring according to an embodiment of the present invention It may be configured to include the device 120 or the land support device 210 .

본 명세서에서 서버란 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 방법을 수행하는 컴퓨팅 디바이스로서, 하나 또는 둘 이상의 물리적 개체일 수 있다. 서버가 복수의 물리적 개체로 나뉘어 구현될 때, 각각의 물리적 개체의 관리 주체는 서로 상이할 수 있다. 서버에는 각각의 데이터베이스에 대응되는 정보를 저장하는 소프트웨어 및 하드웨어의 기능적 구조적 결합을 의미하는 DB가 포함될 수 있으며, DB는 적어도 하나의 테이블로 구현될 수도 있으며, 데이터베이스에 저장된 정보를 검색, 저장, 및 관리하기 위한 별도의 DBMS(Database Management System)을 더 포함할 수도 있다. 또한, 링크드 리스트(linked-list), 트리(Tree), 관계형 데이터베이스의 형태 등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 데이터베이스에 대응되는 정보를 저장할 수 있는 모든 데이터 저장매체 및 데이터 구조를 포함한다.In the present specification, a server is a computing device that performs the method for automatically controlling the number of ballast tanks of an autonomous ship according to an embodiment of the present invention, and may be one or two or more physical entities. When the server is divided into a plurality of physical entities and implemented, the management subject of each physical entity may be different from each other. The server may include a DB, which means a functional and structural combination of software and hardware for storing information corresponding to each database, and the DB may be implemented as at least one table, and retrieve, store, and A separate DBMS (Database Management System) for managing may be further included. In addition, it can be implemented in various ways such as a linked-list, a tree, and a relational database, and includes all data storage media and data structures that can store information corresponding to the database.

다시, 도 2를 참조하면, 자율운항선박(100)에는, 센서 장치(110), 모니터링 장치(120), 제어기(130), 밸러스트 탱크(140), 선박통신장치(150), 자율운항 장치(160) 및 수동제어 장치(170)가 설치될 수 있다.Again, referring to FIG. 2 , the autonomous vessel 100 includes a sensor device 110 , a monitoring device 120 , a controller 130 , a ballast tank 140 , a ship communication device 150 , and an autonomous navigation device ( 160) and a manual control device 170 may be installed.

센서 장치(110)는 자율운항선박(100)의 적재화물의 중량 및 밸러스트 수의 양을 모니터링하기 위하여, 자율운항선박(100)에 적재되는 적재화물의 중량을 측정하는 화물중량 센서, 밸러스트 탱크(140) 내에 채워진 밸러스트 수의 양을 측정하기 위하여 밸러스트 탱크(140)의 수위를 측정하는 수위 센서 및 자율운항선박(100)의 흘수선을 측정하는 흘수선 측정 센서를 포함하며, 측정되는 센싱 정보를 모니터링 장치(120)로 전송할 수 있다.The sensor device 110 is a cargo weight sensor that measures the weight of the load loaded on the autonomous vessel 100 in order to monitor the weight of the load of the autonomous vessel 100 and the amount of ballast number, a ballast tank ( 140) includes a water level sensor for measuring the water level of the ballast tank 140 and a water line measurement sensor for measuring the waterline of the autonomous ship 100 in order to measure the amount of ballast water filled in 140), and monitoring the measured sensing information It can be transmitted to (120).

예를 들어, 화물중량 센서는 자율운항선박(100)의 화물적재고 바닥에 설치되어 적재화물의 중량을 측정할 수 있고, 흘수선 측정 센서는 자율운항선박(100)의 외측에 설치되어 흘수선을 측정할 수 있다.For example, the cargo weight sensor may be installed on the floor of the cargo stock of the autonomous ship 100 to measure the weight of the loaded cargo, and the waterline measurement sensor is installed on the outside of the autonomous ship 100 to measure the waterline can do.

또한, 센서 장치(110)는 자율운항선박(100)의 항해에 따른 주변환경의 상태를 측정하기 위한 각종 센서를 포함할 수 있으며, 각종 센서에 의하여 측정되는 센싱 정보를 모니터링 장치(120)로 전송할 수 있다.In addition, the sensor device 110 may include various sensors for measuring the state of the surrounding environment according to the navigation of the autonomous vessel 100 , and transmit sensing information measured by the various sensors to the monitoring device 120 . can

즉, 센서 장치(110)는 자동선박식별장치(AIS: Automatic Identification System), 레이더(RADAR), 파고 센서, 바람 센서, 위치 센서, 어라운드뷰 카메라 및 선박내부 카메라를 포함할 수 있다.That is, the sensor device 110 may include an Automatic Identification System (AIS), a radar (RADAR), a wave height sensor, a wind sensor, a position sensor, an around-view camera, and a ship inside camera.

여기서, 자동선박식별장치는 다른 선박들의 항적 데이터인 AIS 데이터를 수신하여 수집한다. 여기서, AIS 데이터는 정적(static) 정보와 동적(dynamic) 정보로 구성되며, 정적 정보는 선명, 선박의 제원, 목적지 등을 포함하고, 동적 정보는 선박의 현재 위치 및 침로, 속도 등의 운항정보를 포함한다.Here, the automatic ship identification device receives and collects AIS data, which is the track data of other ships. Here, the AIS data consists of static information and dynamic information, and the static information includes ship name, ship specifications, and destination, and dynamic information includes navigation information such as the ship's current location, course, and speed. includes

그리고, 레이더는 자율운항선박(100)의 주변에 존재하는 물체를 감지하고, 감지된 물체의 위치 정보, 이동속도, 이동방향 및 형태 정보를 획득한다. 여기서, 물체는 자율운항선박 주변에서 항해하는 선박, 빙산, 암초, 부유물 등을 포함할 수 있다.Then, the radar detects an object existing in the vicinity of the autonomous vessel 100, and acquires position information, movement speed, movement direction, and shape information of the detected object. Here, the object may include a vessel, an iceberg, a reef, a floating object, and the like, sailing around the autonomous vessel.

그리고, 파고 센서는 주변 해양의 파고를 측정하고, 바람 센서는 주변 해양의 풍속 및 풍향을 측정하고, 위치 센서는 자율운항선박의 현재 위치를 측정하며, 이동 중인 경우, 측정되는 실시간 현재 위치로부터 이동방향 및 이동속도를 측정한다. 예를 들어, 위치 센서는 GPS(Global Positioning System) 장치일 수 있다.In addition, the wave height sensor measures the wave height of the surrounding ocean, the wind sensor measures the wind speed and wind direction of the surrounding ocean, and the position sensor measures the current position of the autonomous vessel, and when moving, moves from the measured real-time current position Measure direction and movement speed. For example, the location sensor may be a Global Positioning System (GPS) device.

그리고, 어라운드뷰 카메라는 영상분석을 통한 자율운항선박(100) 주변의 물체를 감지하기 위하여, 자율운항선박(100) 주변의 영상을 획득한다. 예를 들어, 어라운드뷰 카메라는 자율운항선박(100)의 전방, 후방 및 측방에서 외부 방향을 지향하도록 자율운항선박(100)의 외측을 따라 설치되는 복수의 카메라로 구성될 수 있다. 그래서, 어라운드뷰 카메라는 전방, 후방 및 측방에 미리 설정된 영역을 미리 설정된 시점으로 촬영하고, 이를 통해 획득되는 복수의 다시점 영상의 왜곡을 보정한 후 스티칭(Stitching)하여 탑뷰 시점을 갖는 하나의 어라운드뷰 영상을 생성할 수 있다.In addition, the around-view camera acquires an image around the autonomous vessel 100 in order to detect an object around the autonomous vessel 100 through image analysis. For example, the around-view camera may be composed of a plurality of cameras installed along the outside of the autonomous vessel 100 so as to point outward from the front, rear and sides of the autonomous vessel 100 . Therefore, the around-view camera shoots preset areas in the front, rear, and side with preset viewpoints, corrects distortion of a plurality of multi-view images obtained through this, and stitches them to have a top-view viewpoint. You can create a view image.

그리고, 선박내부 카메라는 자율운항선박(100) 내부 전체의 영상을 획득한다. 예를 들어, 선박내부 카메라는 자율운항선박(100)의 선교, 기관실 등을 촬영하도록 복수의 카메라로 구성될 수 있다.And, the inside of the ship camera acquires an image of the entire interior of the autonomously operated ship 100 . For example, the internal camera of the ship may be composed of a plurality of cameras to photograph a bridge, an engine room, etc. of the autonomously operated ship 100 .

또한, 센서 장치(110)는 자율운항선박(100)의 각종 설비에 설치되어 각종 설비의 상태를 측정하는 각종 센서를 더 포함할 수 있다.In addition, the sensor device 110 may further include various sensors installed in various facilities of the autonomous ship 100 to measure the state of the various facilities.

예를 들어, 자율운항선박(100)의 설비는 선박의 추진계통의 장치들로서, 디젤엔진, 가스터빈, 감속기, 발전기, 추진기 등을 포함할 수 있다. 그리고, 각 장치에는, 온도, 압력, 전류, 전압, 분당 회전수(rpm) 등을 측정하는 센서가 장착될 수 있다. 또한, 자율운항선박(100)의 설비는 자율운항선박(100)의 방향을 조종하기 위한 조타기(Steering Gear), 선교항해기기 등과 같은 항해장비를 포함할 수 있다. 그리고, 선박기관의 감시제어시스템(AMS: Alarm Monitoring and Control System), 경사계, 화재감지 센서(연기감지 센서, 열감지 센서, 가스감지 센서 등), 방화문 및 수밀문의 개폐감지 센서, 연료유 유출감지 센서, 탱크 수위감지 센서 등과 같은 센서가 항해장비에 설치될 수 있다.For example, the facilities of the autonomous ship 100 are devices of the ship's propulsion system, and may include a diesel engine, a gas turbine, a speed reducer, a generator, a thruster, and the like. In addition, each device may be equipped with a sensor for measuring temperature, pressure, current, voltage, revolutions per minute (rpm), and the like. In addition, the equipment of the autonomously operated ship 100 may include navigation equipment such as a steering gear and a bridge navigation device for controlling the direction of the autonomously operated ship 100 . In addition, the monitoring and control system (AMS: Alarm Monitoring and Control System) of ship engines, inclinometers, fire sensors (smoke sensors, heat sensors, gas sensors, etc.), open/close sensors for fire doors and watertight doors, fuel oil leak detection A sensor, such as a tank level sensor, etc., may be installed in the navigation equipment.

이와 같은 각종 센서들이 측정한 센싱 정보는 모니터링 장치(120)로 전송될 수 있다.Sensing information measured by such various sensors may be transmitted to the monitoring device 120 .

모니터링 장치(120)는 센서 장치(110)로부터 센서 데이터를 수신하여 자율운항선박(100)의 상태를 모니터링한다.The monitoring device 120 receives sensor data from the sensor device 110 to monitor the state of the autonomously operated vessel 100 .

특히, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 장치(120)는 센서 장치(110)에 포함된 화물중량 센서 및 수위 센서로부터 각각 적재화물의 중량 및 밸러스트 탱크(140)의 수위를 수신하여, 적재화물의 중량 및 밸러스트 수의 양을 모니터링하고, 적재화물의 중량의 변동 여부를 판단한다. 그리고, 모니터링 장치(120)는 적재화물의 중량의 변동을 감지하는 경우, 밸러스트 수의 적정량을 산출한다.In particular, the monitoring device 120 according to the embodiment of the present invention receives the weight of the load and the water level of the ballast tank 140 from the cargo weight sensor and the water level sensor included in the sensor device 110, respectively, and Monitor the weight and amount of ballast water, and determine whether the weight of the load fluctuates. And, when the monitoring device 120 detects a change in the weight of the load, it calculates an appropriate amount of the number of ballast.

즉, 모니터링 장치(120)는 수신된 적재화물의 중량을 확인하여 적재화물의 중량 변동을 감지할 수 있다. 또한, 모니터링 장치(120)는 수신된 밸러스트 탱크(140)의 수위에 상응하는 밸러스트 수의 중량과 수신된 적재화물의 중량의 합과 미리 설정된 안정적재중량의 차이를 확인하여 적재화물의 중량 변동을 감지할 수도 있다. 여기서, 안정적재중량은 자율운항선박(100)의 부력을 안정하게 유지하는 선박적재중량을 의미할 수 있다.That is, the monitoring device 120 may detect a change in the weight of the load by checking the received weight of the load. In addition, the monitoring device 120 confirms the difference between the weight of the received ballast number corresponding to the water level of the received ballast tank 140 and the sum of the weight of the received load and a preset stable re-weight to check the weight fluctuation of the load may detect it. Here, the stable loading weight may mean a ship loading weight stably maintaining the buoyancy of the autonomously operated ship 100 .

그리고, 모니터링 장치(120)는 적재화물의 중량과 밸러스트 수의 중량의 합이 미리 설정된 안정적재중량이 되도록 밸러스트 수의 적정량을 산출할 수 있다.And, the monitoring device 120 may calculate an appropriate amount of the number of ballasts so that the sum of the weight of the load and the weight of the number of ballasts is a preset stable re-weight.

또한, 모니터링 장치(120)는 센서 장치(110)에 포함된 흘수선 측정 센서로부터 수신되는 자율운항선박(100)의 흘수선을 모니터링하여, 적재화물의 중량의 변동 여부를 판단하고, 적재화물의 중량의 변동을 감지하여 밸러스트 수의 적정량을 산출할 수 있다.In addition, the monitoring device 120 monitors the waterline of the autonomous vessel 100 received from the waterline measurement sensor included in the sensor device 110 to determine whether the weight of the load has changed, and the weight of the load. By detecting the fluctuation, it is possible to calculate the appropriate amount of ballast water.

즉, 모니터링 장치(120)는 수신된 자율운항선박(100)의 흘수선과 미리 설정된 적정흘수선의 차이를 확인하고, 확인된 차이에 상응하는 적재중량을 적재화물의 중량 변동으로 감지할 수 있다. 여기서, 적정흘수선은 자율운항선박(100)의 부력을 안정하게 유지하는 흘수선을 의미할 수 있다.That is, the monitoring device 120 may check the difference between the received waterline of the autonomous ship 100 and a preset appropriate waterline, and detect a load weight corresponding to the checked difference as a weight change of the load. Here, the appropriate waterline may mean a waterline for stably maintaining the buoyancy of the autonomously operated ship 100 .

그리고, 모니터링 장치(120)는 자율운항선박(100)의 흘수선이 미리 설정된 적정흘수선을 유지하도록, 수신된 밸러스트 탱크(140)의 수위에 상응하는 밸러스트 수의 중량에 확인된 차이에 상응하는 적재중량을 적용하여 밸러스트 수의 적정량을 산출할 수 있다.Then, the monitoring device 120 sets the waterline of the autonomous ship 100 to maintain a preset appropriate waterline, and the load weight corresponding to the difference identified in the weight of the number of ballasts corresponding to the water level of the received ballast tank 140 . can be applied to calculate the appropriate amount of ballast water.

모니터링 장치(120)는 제어기(130)가 산출된 밸러스트 수의 적정량으로 밸러스트 수의 양을 조절하도록, 산출된 밸러스트 수의 적정량을 포함하는 밸러스트 수의 양 변경 명령을 제어기(130)로 전달할 수 있다.The monitoring device 120 transmits a command to change the amount of ballast water including an appropriate amount of the calculated number of ballast water to the controller 130 so that the controller 130 adjusts the amount of ballast water to an appropriate amount of the calculated number of ballast water. .

한편, 모니터링 장치(120)는 센서 장치(110)로부터 센서 데이터를 수신하여 자율운항선박(100)의 항해 및 설비의 상태에 대하여 모니터링하고, 자율운항선박(100)의 항해 또는 설비에 대한 이상상황 발생 여부를 판단할 수 있다.On the other hand, the monitoring device 120 receives sensor data from the sensor device 110 to monitor the status of the navigation and equipment of the autonomously operated vessel 100 , and abnormal situations with respect to the navigation or equipment of the autonomously operated vessel 100 . occurrence can be determined.

우선, 모니터링 장치(120)는 자동선박식별장치, 레이더, 파고 센서, 바람 센서, 위치 센서 및 어라운드뷰 카메라를 이용하여 획득되는 정보를 이용하여, 충돌 가능한 장애물 존재 여부 및 자율운항선박(100)의 항해 불안정 여부를 산출하여 자율운항선박(100)의 항해에 대한 이상상황 발생 여부를 판단할 수 있다.First, the monitoring device 120 uses information obtained using an automatic ship identification device, radar, wave height sensor, wind sensor, position sensor, and around-view camera to determine whether there is an obstacle capable of colliding and whether there is an autonomously operated ship 100 . By calculating whether the navigation is unstable, it is possible to determine whether an abnormal situation occurs with respect to the navigation of the autonomously operated vessel 100 .

즉, 자동선박식별장치 및 레이더는 자율운항선박(100)의 항해 중에 자율운항선박(100) 주변의 해상에서 물체를 탐지하고, 탐지된 물체의 위치 정보, 이동 속도, 이동 방향 및 형태 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 모니터링 장치(120)는 획득된 위치 정보, 이동속도, 이동방향 및 형태 정보를 이용하여, 탐지된 물체가 자율운항선박(100)의 항해경로 상에 위치하는지 여부를 판단하고, 탐지된 물체의 크기를 예측하여 탐지된 물체가 충돌 가능한 장애물인지 여부를 판별할 수 있다.That is, the automatic ship identification device and radar detect an object in the sea around the autonomous ship 100 during the voyage of the autonomous ship 100 , and obtain location information, movement speed, movement direction and shape information of the detected object. can do. Then, the monitoring device 120 determines whether the detected object is located on the navigation path of the autonomous vessel 100 by using the obtained location information, movement speed, movement direction, and shape information, and the detected object By predicting the size of , it is possible to determine whether the detected object is an obstacle that can collide.

예를 들어, 모니터링 장치(120)는 탐지된 물체의 위치 정보, 이동속도 및 이동방향으로부터 물체의 예상 항해경로를 산출하고, 물체의 예상 항해경로와 자율운항선박의 항해경로를 시간에 따라 비교하여 충돌 가능 여부를 판단할 수 있다. 또한, 모니터링 장치(120)는 탐지된 물체의 형태 정보를 이용하여 물체의 예상 크기를 산출하고, 산출된 예상 크기가 임계치 이상인 경우, 탐지된 물체를 충돌 가능한 장애물로 판별할 수 있다.For example, the monitoring device 120 calculates the expected navigation path of the object from the position information, movement speed, and movement direction of the detected object, and compares the expected navigation route of the object with the navigation route of the autonomous vessel over time. It is possible to determine whether a collision is possible. In addition, the monitoring device 120 may calculate an expected size of the object by using the shape information of the detected object, and when the calculated expected size is greater than or equal to a threshold, determine the detected object as an obstacle capable of colliding.

한편, 모니터링 장치(120)는 어라운드뷰 카메라에 의하여 획득된 영상을 분석하여, 자율운항선박(100)으로부터 비교적 근거리에 위치하는 물체를 탐지하고, 탐지된 물체가 충돌 가능한 장애물인지 여부를 판별할 수 있다.On the other hand, the monitoring device 120 analyzes the image acquired by the around-view camera, detects an object located relatively close to the autonomous navigation vessel 100, and can determine whether the detected object is an obstacle capable of colliding. have.

예를 들어, 모니터링 장치(120)는 어라운드 뷰 영상에서 임의의 물체가 미리 설정된 장애물 감지 영역에 나타나는 경우, 장애물이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 모니터링 장치(120)는 어라운드뷰 영상으로부터 현재 위치에서 장애물까지의 거리를 추정하고, 추정된 거리, 자율운항선박(100)의 현재 이동속도 및 이동방향으로부터 현재 위치에서 장애물에 충돌하기까지 걸리는 시간을 추정할 수도 있다.For example, when an arbitrary object appears in a preset obstacle detection area in the around-view image, the monitoring apparatus 120 may determine that an obstacle exists. Then, the monitoring device 120 estimates the distance from the current position to the obstacle from the around-view image, and the estimated distance, the current moving speed and the moving direction of the autonomous vessel 100, until it collides with the obstacle at the current position. Time can also be estimated.

한편, 모니터링 장치(120)는 파고 센서, 바람 센서 및 위치 센서를 통해 획득되는 자율운항선박(100) 주변의 파고 및 풍속과 자율운항선박(100)의 위치 정보를 이용하여 자율운항선박(100)의 자율운항선박(100)의 항해가 불안정한지 여부를 판별할 수 있다.On the other hand, the monitoring device 120 uses the wave height and wind speed around the autonomous vessel 100 obtained through the wave height sensor, the wind sensor, and the position sensor and the position information of the autonomous vessel 100 to the autonomous vessel 100 . It is possible to determine whether the navigation of the autonomously operated vessel 100 is unstable.

예를 들어, 모니터링 장치(120)는 실시간 수집되는 현재 위치에서의 파고 및 풍속이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우, 자율운항선박(100)이 기상악화에 의한 항해 위험 지역을 항해하고 있어 자율운항선박(100)의 항해가 불안정한 것으로 판별할 수 있다. 또한, 모니터링 장치(120)는 실시간 수집되는 자율운항선박(100)의 위치 정보와 자율운항선박(100)의 기 설정된 항해경로를 비교하고, 비교 결과, 자율운항선박(100)이 미리 설정된 시간 이상 미리 설정된 임계치를 초과하는 거리만큼 기 설정된 항해경로를 벗어나는 경우, 자율운항선박(100)의 항해가 불안정한 것으로 판별할 수 있다.For example, when the real-time collected wave height and wind speed at the current location exceed preset reference values, the monitoring device 120 determines that the autonomous vessel 100 is navigating in a navigation hazard area due to bad weather. It can be determined that the navigation of (100) is unstable. In addition, the monitoring device 120 compares the location information of the autonomously operated vessel 100 that is collected in real time with a preset voyage route of the autonomously operated vessel 100 , and as a result of the comparison, the autonomously operated vessel 100 has been set for more than a preset time When the distance exceeding the preset threshold deviates from the preset voyage route, it may be determined that the navigation of the autonomous vessel 100 is unstable.

또한, 모니터링 장치(120)는 수집된 센서 데이터 중 자율운항선박(100) 설비의 정상상태의 센서 데이터를 반복적으로 학습하고, 학습에 기초하여 정상상태의 예측 데이터를 산출하고 저장할 수 있다. 여기서, 모니터링 장치(120)는 센서별로 정의된 센서 데이터의 정상 범위를 이용하여 수집된 센서 데이터 중에서 정상상태의 센서 데이터를 선별할 수 있다.In addition, the monitoring device 120 may repeatedly learn the sensor data of the normal state of the autonomously operated vessel 100 facility among the collected sensor data, and calculate and store the predicted data of the normal state based on the learning. Here, the monitoring device 120 may select sensor data in a normal state from the collected sensor data using a normal range of sensor data defined for each sensor.

그리고, 모니터링 장치(120)는 산출된 정상상태의 예측 데이터를 실시간 측정된 센서 데이터와 비교하여 자율운항선박(100)의 설비의 상태를 모니터링하고, 정상상태의 예측 데이터와 실시간 측정된 센서 데이터의 차이의 크기에 따라 이상현상을 감지하여 자율운항선박(100)의 설비에 대한 이상상황 발생 여부를 판단할 수 있다.And, the monitoring device 120 compares the calculated predicted data of the steady state with the real-time measured sensor data to monitor the state of the facility of the autonomously operated ship 100, and the predicted data of the steady state and the real-time measured sensor data According to the size of the difference, it is possible to detect whether an abnormality occurs in the facility of the autonomously operated ship 100 or not.

예를 들어, 모니터링 장치(120)는 정상상태의 예측 데이터와 실시간 측정된 센서 데이터의 차이가 미리 설정된 허용치를 초과하여 일정시간 지속되는 경우, 이상상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 허용치는 학습 모델을 생성하는 과정에서 정상상태의 센서 데이터를 통계 분석하여 설정될 수 있다.For example, the monitoring device 120 may determine that an abnormal situation has occurred when the difference between the normal state predicted data and the real-time measured sensor data exceeds a preset allowable value and continues for a predetermined time. Here, the allowable value may be set by statistically analyzing sensor data in a steady state in the process of generating the learning model.

모니터링 장치(120)는 자율운항선박(100)의 항해 또는 설비에 대한 이상상황 발생 여부를 판단한 결과, 이상상황이 발생한 것으로 판단한 경우, 선박통신장치(150)를 통해 이상상황 정보를 육상관제센터(200)의 육상지원 장치(210)로 전송한다.When it is determined that an abnormal situation has occurred as a result of determining whether an abnormal situation has occurred in the navigation or equipment of the autonomously operated vessel 100, the monitoring device 120 transmits abnormal situation information through the ship communication device 150 to the land control center ( 200) to the land support device 210.

여기서, 이상상황 정보는 어라운드뷰 카메라 및 선박내부 카메라를 통해 획득되는 자율운항선박(100)의 주변 영상 및 자율운항선박(100)의 내부 영상, 충돌 가능한 장애물 정보, 항해 불안정 정보 등을 포함할 수 있다.Here, the abnormal situation information may include the surrounding image of the autonomous vessel 100 and the interior image of the autonomous vessel 100 acquired through the around-view camera and the vessel internal camera, information on possible collision obstacles, navigational instability information, etc. have.

제어기(130)는 모니터링 장치(120)로부터 밸러스트 수의 양 변경 명령의 수신에 따라 밸러스트 탱크(140) 내의 밸러스트 수의 양이 산출된 밸러스트 수의 적정량이 되도록, 밸러스트 탱크(140)로 물을 주입하거나 밸러스트 탱크(140)로부터 물을 배출시킨다.The controller 130 injects water into the ballast tank 140 so that the amount of ballast water in the ballast tank 140 is an appropriate amount of the calculated ballast water according to the reception of a command to change the amount of ballast water from the monitoring device 120 Or drain the water from the ballast tank (140).

예를 들어, 제어기(130)는 밸러스트 탱크(140)로 물을 주입하거나 밸러스트 탱크(140)로부터 물을 배출시키는 펌프를 포함할 수 있으며, 펌프를 이용하여 해수를 밸러스트 탱크(140)로 물을 주입하거나 밸러스트 탱크(140)에 채워진 밸러스트 수를 해상으로 배출시킬 수 있다.For example, the controller 130 may include a pump that injects water into the ballast tank 140 or discharges water from the ballast tank 140 , and uses the pump to pump seawater into the ballast tank 140 . It is possible to inject or discharge the ballast water filled in the ballast tank 140 to the sea.

밸러스트 탱크(140)는 자율운항선박(100)이 충분한 복원력을 가지고 적당한 흘수선을 유지하도록 자율운항선박(100)에 구비된 물탱크로서, 밸러스트 수가 채워진다.The ballast tank 140 is a water tank provided in the autonomous vessel 100 so that the autonomous vessel 100 has sufficient resilience and maintains an appropriate waterline, and is filled with ballast water.

선박통신장치(150)는 자율운항선박(100) 내에 탑재된 각종 설비들 간에 통신연결이 이루어지도록 선박내부 통신망을 형성하며, 육상지원 장치(210)를 포함하는 육상관제센터(200)와 자율운항선박(100) 간의 통신이 이루어지도록 하는 역할을 수행한다.The ship communication device 150 forms a communication network inside the ship so that communication connection is made between various facilities mounted in the autonomous ship 100 , and the land control center 200 including the land support device 210 and the autonomous navigation system. It serves to enable communication between the ships 100 .

예를 들어, 선박통신장치(150)는 선박내부의 유무선 통신망을 형성하기 위한 유무선의 네트워크 장비, 외부와 통신하기 위한 위성통신장비, LTE-Maritime과 같은 해양통신망에 연결하기 위한 통신장비 등을 포함할 수 있다.For example, the ship communication device 150 includes wired/wireless network equipment for forming a wired/wireless communication network inside the ship, satellite communication equipment for communicating with the outside, communication equipment for connecting to a marine communication network such as LTE-Maritime, etc. can do.

자율운항 장치(160)는 목적지 정보를 입력받아 목적지까지의 최적의 항해경로를 생성하고, 생성된 최적의 항해경로에 따라 자율운항선박(100)이 항해하도록 제어한다.The autonomous navigation device 160 receives destination information, generates an optimal navigation route to the destination, and controls the autonomous navigation vessel 100 to navigate according to the generated optimal navigation route.

예를 들어, 자율 운항 장치(160)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있으며, 전자해도 데이터베이스, 최적의 항해경로를 산출하는 경로 알고리즘 등을 포함할 수 있다.For example, the autonomous navigation device 160 may be implemented by software, hardware, or a combination of software and hardware, and may include an electronic chart database, a route algorithm for calculating an optimal navigation route, and the like.

자율운항 장치(160)는 자율운항선박(100)의 엔진 및 조타기를 조종하여 자율운항선박(100)의 속도 및 방향을 제어할 수 있다. 이때, 자율운항 장치(160)는 자동선박식별장치, 레이더, 어라운드뷰 카메라 등과 같이 자율운항선박(100)의 주변 상황을 감시하는 센서 장치(110)를 이용하여 자율운항선박(100)이 주변의 선박이나 장애물을 회피하도록 자율운항선박(100)의 속도 및 방향을 제어할 수 있다.The autonomous navigation device 160 may control the speed and direction of the autonomous navigation ship 100 by controlling the engine and the steering gear of the autonomous navigation ship 100 . At this time, the autonomous navigation device 160 uses the sensor device 110 to monitor the surrounding conditions of the autonomous navigation ship 100, such as an automatic ship identification device, radar, and around-view camera. The speed and direction of the autonomous vessel 100 may be controlled to avoid the vessel or obstacles.

수동제어 장치(170)는 육상관제센터(200)의 육상지원 장치(210)로부터 수신되는 수동제어 명령 및 제어 정보에 따라 자율운항 장치(160)를 정지시켜 자율운항선박(100)의 자율항해를 중지시키고, 자율운항선박(100)을 제어한다.The manual control device 170 stops the autonomous navigation device 160 according to the manual control command and control information received from the land support device 210 of the land control center 200 to perform autonomous navigation of the autonomous navigation vessel 100 . Stop, and control the autonomous vessel (100).

육상지원 장치(210)는 선박통신장치(150)를 통해 자율운항선박(100)에 탑재된 모니터링 장치(120), 자율운항 장치(160) 및 수동제어 장치(170)와 통신을 수행한다.The land support device 210 communicates with the monitoring device 120 , the autonomous navigation device 160 , and the manual control device 170 mounted on the autonomous vessel 100 through the ship communication device 150 .

즉, 육상지원 장치(210)는 모니터링 장치(120)로부터 수신되는 이상상황 정보를 출력하고, 수동제어 명령 및 제어 정보를 입력받아 수동제어 장치(170)로 전송한다.That is, the land support device 210 outputs the abnormal situation information received from the monitoring device 120 , receives manual control commands and control information, and transmits them to the manual control device 170 .

이때, 육상지원 장치(210)는 수신된 이상상황 정보를 증강현실(AR: Augmented Reality) 영상으로 출력하여 육상관제센터(200)의 관제사에게 제공할 수 있다.In this case, the land support device 210 may output the received abnormal situation information as an augmented reality (AR) image and provide it to the controller of the land control center 200 .

예를 들어, 육상지원 장치(210)는 증강현실 디스플레이, 선박 조종기 등을 포함할 수 있다. 여기서, 증강현실 디스플레이는 자율운항선박(100)의 주변 영상 또는 자율운항선박(100)의 내부 영상에 충돌 가능한 장애물 정보나 항해 불안정 정보 등을 오버랩 시켜 출력할 수 있다. 그리고, 증강현실 디스플레이는 머리에 착용하는 안경 형태의 웨어러블 디바이스일 수 있다. 그래서, 육상지원 장치(210)의 이상상황 정보의 수신에 따라 육상관제센터(200)에 자율운항선박(100)에 대한 알람이 발생한 경우, 이를 인지한 육상관제센터(200)의 관제사는 증강현실 디스플레이를 머리에 착용하여 출력되는 자율운항선박(100)의 이상상황 정보를 확인할 수 있다.For example, the land support device 210 may include an augmented reality display, a ship manipulator, and the like. Here, the augmented reality display may be output by overlapping information about obstacles that may collide with an image around the autonomous vessel 100 or an internal image of the autonomous vessel 100 , or navigational instability information. In addition, the augmented reality display may be a wearable device in the form of glasses worn on the head. Therefore, when an alarm for the autonomously operated vessel 100 occurs in the land control center 200 according to the reception of the abnormal situation information from the land support device 210, the controller of the land control center 200 who recognizes this is augmented reality It is possible to check the abnormal situation information of the autonomously operated ship 100 that is output by wearing the display on the head.

그리고, 선박 조종기는 사용자가 수동으로 자율운항선박(100)을 조종하기 위한 장치로서, 자율운항선박(100)에 대한 수동제어 명령 및 제어 정보를 입력받아 수동제어 장치(170)로 전송할 수 있다. 즉, 증강현실 디스플레이를 머리에 착용한 육상관제센터(200)의 관제사가 출력되는 자율운항선박(100)의 이상상황 정보를 확인하면서 선박 조종기를 조작하여 자율운항선박(100)을 조종할 수 있다.In addition, the ship manipulator is a device for a user to manually control the autonomously operated ship 100 , and may receive manual control commands and control information for the autonomously operated ship 100 and transmit it to the manual control apparatus 170 . That is, the controller of the land control center 200 wearing the augmented reality display on the head can control the autonomously operated ship 100 by manipulating the ship manipulator while checking the abnormal situation information of the autonomously operated ship 100 that is output. .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템의 동작 방법을 예시하여 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an operation method of an automatic control system for the number of ballast tanks of an autonomous ship according to an embodiment of the present invention.

S310 단계에서, 모니터링 장치(120)는 센서 장치(110)에 포함된 화물중량 센서 및 수위 센서로부터 각각 적재화물의 중량 및 밸러스트 탱크(140)의 수위를 수신하여, 적재화물의 중량 및 밸러스트 수의 양을 모니터링한다.In step S310, the monitoring device 120 receives the weight of the load and the water level of the ballast tank 140 from the cargo weight sensor and the water level sensor included in the sensor device 110, respectively, and the weight of the load and the number of ballast monitor the amount.

S320 단계에서, 모니터링 장치(120)는 적재화물의 중량의 변동 여부를 판단한다.In step S320, the monitoring device 120 determines whether the weight of the load changes.

모니터링 장치(120)는 수신된 적재화물의 중량을 확인하여 적재화물의 중량 변동을 감지할 수 있다. 또한, 모니터링 장치(120)는 수신된 밸러스트 탱크(140)의 수위에 상응하는 밸러스트 수의 중량과 수신된 적재화물의 중량의 합과 미리 설정된 안정적재중량의 차이를 확인하여 적재화물의 중량 변동을 감지할 수도 있다.The monitoring device 120 may detect a weight change of the load by checking the received weight of the load. In addition, the monitoring device 120 confirms the difference between the weight of the received ballast number corresponding to the water level of the received ballast tank 140 and the sum of the weight of the received load and a preset stable re-weight to check the weight fluctuation of the load may detect it.

S330 단계에서, 모니터링 장치(120)는 적재화물의 중량의 변동을 감지하는 경우, 밸러스트 수의 적정량을 산출한다.In step S330 , the monitoring device 120 calculates an appropriate amount of the number of ballast when detecting a change in the weight of the load.

모니터링 장치(120)는 적재화물의 중량과 밸러스트 수의 중량의 합이 미리 설정된 안정적재중량이 되도록 밸러스트 수의 적정량을 산출할 수 있다.The monitoring device 120 may calculate an appropriate amount of the number of ballasts so that the sum of the weight of the load and the weight of the number of ballasts becomes a preset stable re-weight.

한편, 모니터링 장치(120)는 센서 장치(110)에 포함된 흘수선 측정 센서로부터 수신되는 자율운항선박(100)의 흘수선을 모니터링하여, 적재화물의 중량의 변동 여부를 판단하고, 적재화물의 중량의 변동을 감지하여 밸러스트 수의 적정량을 산출할 수 있다.On the other hand, the monitoring device 120 monitors the waterline of the autonomous vessel 100 received from the waterline measuring sensor included in the sensor device 110 to determine whether the weight of the load has changed, and the weight of the load. By detecting the fluctuation, it is possible to calculate the appropriate amount of ballast water.

모니터링 장치(120)는 제어기(130)가 산출된 밸러스트 수의 적정량으로 밸러스트 수의 양을 조절하도록, 산출된 밸러스트 수의 적정량을 포함하는 밸러스트 수의 양 변경 명령을 제어기(130)로 전달할 수 있다.The monitoring device 120 transmits a command to change the amount of ballast water including an appropriate amount of the calculated number of ballast water to the controller 130 so that the controller 130 adjusts the amount of ballast water to an appropriate amount of the calculated number of ballast water. .

S340 단계에서, 제어기(130)는 모니터링 장치(120)로부터 밸러스트 수의 양 변경 명령의 수신에 따라 밸러스트 탱크(140) 내의 밸러스트 수의 양이 산출된 밸러스트 수의 적정량이 되도록, 밸러스트 탱크(140)로 물을 주입하거나 밸러스트 탱크(140)로부터 물을 배출시킨다.In step S340, the controller 130 so that the amount of the ballast water in the ballast tank 140 according to the reception of the command to change the amount of the ballast water from the monitoring device 120 is an appropriate amount of the calculated ballast water, the ballast tank 140 Water is injected into the furnace or water is discharged from the ballast tank 140 .

한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.On the other hand, the components of the above-described embodiment can be easily grasped from a process point of view. That is, each component may be identified as a respective process. In addition, the process of the above-described embodiment can be easily understood from the point of view of the components of the apparatus.

또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 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 실시예들을 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. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, the technical contents described above 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 embodiments, 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. A hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The above-described embodiments of the present invention have been disclosed for the purpose of illustration, and various modifications, changes, and additions will be possible within the spirit and scope of the present invention by those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention, and such modifications, changes and additions should be regarded as belonging to the following claims.

100: 자율운항선박
110: 센서 장치
120: 모니터링 장치
130: 제어기
140: 밸러스트 탱크
150: 선박통신장치
160: 자율운항 장치
170 수동제어 장치
200: 육상관제센터
210: 육상지원 장치100: autonomously operated vessel
110: sensor device
120: monitoring device
130: controller
140: ballast tank
150: ship communication device
160: autonomous navigation device
170 manual control device
200: land control center
210: land support device

Claims (4)

자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템에 있어서,
상기 자율운항선박의 밸러스트 수가 채워진 밸러스트 탱크;
상기 자율운항선박에 적재되는 적재화물의 중량을 측정하는 화물중량 센서 및 상기 밸러스트 탱크의 수위를 측정하는 수위 센서를 포함하는 센서 장치;
상기 적재화물의 중량 및 상기 밸러스트 탱크의 수위를 수신하여, 상기 적재화물의 중량 및 상기 밸러스트 수의 양을 모니터링하고, 상기 적재화물의 중량의 변동 여부를 판단하고, 상기 적재화물의 중량의 변동을 감지하는 경우, 상기 밸러스트 수의 적정량을 산출하는 모니터링 장치; 및
상기 밸러스트 탱크 내의 상기 밸러스트 수의 양이 상기 산출된 적정량이 되도록, 상기 밸러스트 탱크로 물을 주입하거나 상기 밸러스트 탱크로부터 물을 배출시키는 제어기를 포함하는 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템.
In the automatic control system for the number of ballast tanks of an autonomous ship,
a ballast tank filled with the number of ballasts of the autonomous ship;
a sensor device including a cargo weight sensor for measuring the weight of the cargo loaded on the autonomous ship and a water level sensor for measuring the water level of the ballast tank;
By receiving the weight of the load and the water level in the ballast tank, monitoring the weight of the load and the amount of the ballast water, determining whether the weight of the load is fluctuating, and detecting the change in the weight of the load a monitoring device for calculating an appropriate amount of the ballast water when detecting; and
and a controller for injecting water into the ballast tank or discharging water from the ballast tank so that the amount of the ballast water in the ballast tank becomes the calculated appropriate amount.
 제1항에 있어서,
상기 센서 장치는 상기 자율운항선박의 흘수선을 측정하는 흘수선 측정 센서를 더 포함하되,
상기 모니터링 장치는 상기 측정된 흘수선을 모니터링하여, 상기 적재화물의 중량의 변동 여부를 판단하고, 상기 적재화물의 중량의 변동을 감지하여 상기 밸러스트 수의 상기 적정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템.
According to claim 1,
The sensor device further comprises a waterline measuring sensor for measuring the waterline of the autonomous ship,
The monitoring device monitors the measured waterline, determines whether the weight of the load has changed, detects the change in the weight of the load, and calculates the appropriate amount of the ballast number. of the ballast tank can automatic control system.
 제2항에 있어서,
상기 모니터링 장치는,
상기 측정된 흘수선과 미리 설정된 적정흘수선의 차이를 확인하고, 상기 확인된 차이에 상응하는 적재중량을 상기 적재화물의 중량 변동으로 감지하고,
상기 자율운항선박의 흘수선이 미리 설정된 적정흘수선을 유지하도록, 상기 수위에 상응하는 밸러스트 수의 중량에 상기 확인된 차이에 상응하는 적재중량을 적용하여 상기 적정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
The monitoring device is
Check the difference between the measured waterline and a preset appropriate waterline, and detect the load weight corresponding to the identified difference as a weight change of the load,
The appropriate amount is calculated by applying a loading weight corresponding to the identified difference to the weight of the ballast water corresponding to the water level so that the waterline of the autonomous ship maintains a preset appropriate waterline. Ballast tank number automatic control system.
 제1항에 있어서,
상기 센서 장치는 상기 자율운항선박의 항해에 따른 주변환경의 상태를 측정하는 센서 및 상기 자율운항선박의 설비에 설치되어 설비의 상태를 측정하는 센서를 더 포함하되,
상기 모니터링 장치는 상기 센서 장치로부터 센서 데이터를 수신하여 상기 자율운항선박의 항해 및 설비의 상태에 대하여 모니터링하고, 상기 항해 또는 상기 설비에 대한 이상상황 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 자율운항선박의 밸러스트 탱크 수 자동 제어 시스템.According to claim 1,
The sensor device further includes a sensor for measuring the state of the surrounding environment according to the voyage of the autonomous vessel and a sensor installed in the facility of the autonomous vessel to measure the state of the facility,
The monitoring device receives sensor data from the sensor device, monitors the status of the voyage and equipment of the autonomously operated vessel, and determines whether an abnormal situation occurs in the voyage or the equipment. Ballast tank number automatic control system.
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