KR20230083591A - 어구의 유실 여부를 모니터링하고, 유실된 어구의 위치를 추정하는 시스템 및 방법 - Google Patents

어구의 유실 여부를 모니터링하고, 유실된 어구의 위치를 추정하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

어구의 유실 여부를 모니터링하고, 유실된 어구의 위치를 추정하는 시스템 및 방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 수중에 설치되어, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 센싱 정보를 제공하며, 자신의 식별 정보와 위치 정보를 외부로 제공하는 어구와 상기 어구와 통신하여 자신의 어구 위치 정보를 확인하며, 어선 정보를 제공하는 어선용 단말장치 및 기 설정된 관할 지역 내 어구 또는 어선에 대한 관리 기능을 수행하고, 상기 어구로부터 어구의 위치정보를, 외부에서 조류의 유속 및 유향을 수신하고, 수신한 어구의 위치정보를 토대로 어구의 유속 및 유향 정보를 연산하고, 연산한 유속 및 유향 정보와 조류의 유속 및 유향 정보를 토대로 어구의 유실 여부 및 유실된 어구의 현재 위치를 추정하는 어구유실 관리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 시스템을 제공한다.

Description

어구의 유실 여부를 모니터링하고, 유실된 어구의 위치를 추정하는 시스템 및 방법{System and Method for Monitoring the Loss of Fishing Tools and Estimating the Location of the Lost Fishing Tools}
본 발명은 어구의 유실 여부를 모니터링하고, 유실된 어구의 위치를 추정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 어구는 수중에서 직접 어류와 같은 대상물을 포획 또는 채취하는 데 쓰이는 도구이다. 그리고 해상의 어장에 설치되는 어구들의 위치를 확인하기 위해서 종래에는 부표(浮標)나 GPS(Global Positioning System)를 활용하고 있다.
부표는 수면에 띄운 부체(浮體)로 된 표시 수단으로서, 부이(Buoy) 또는 부구(浮具)라고도 하며, 어구에 연결되어 어구의 위치를 표시한다. 부표를 이용하는 경우에 GPS 방식에 비해서 저비용으로 어구의 위치를 표시할 수 있는 데에 반하여, 작업자가 부표를 이용하여 어구의 위치를 일일이 확인을 해야 하기 때문에 실시간으로 위치정보를 파악하기 어렵고 또한 육안으로는 정확한 파악이 힘들다.
한편, GPS를 이용하는 경우에는 부표에 의한 방식에 비해 어구에 장착된 GPS 모듈을 통하여 어구의 위치를 원거리에서 수월하게 확인할 수 있는 반면에, 고가의 GPS 모듈을 이용함으로 인한 비용적인 문제가 발생한다. 특히, 어구가 유실되어 수면 아래로 가라앉게 되면, 어구와 함께 GPS 모듈이 가라앉게 되어 유실된 어구의 위치를 확인할 수 없는 문제점이 있다.
그리고 종래의 어구에 장착된 부표나 GPS 모듈은 단순히 어구의 위치에 대한 정보만을 제공할 뿐 그 외 정보, 예컨대 어구가 설치된 지역의 조류 온도, 유속, 풍속, 기온 등에 대한 정보를 제공하지 않기 때문에, 직접 해상에 나가지 않는 이상 해상에 설치된 어구를 효과적으로 관리하는 데는 한계가 있다.
이러한 한계점을 해소하기 위해 최근에는 수압을 모니터링하고 수압센서, 어구와 연결된 밧줄의 압력을 모니터링하기 위한 장력 센서, 부이의 속도 변화를 측정하기 위한 가속도 센서 등의 센서를 장착하고 있는 부이를 제공하고 있다.
이러한 센서들이 장착된 부이는 기 설정된 값과 센서 정보를 비교하여 어구의 유실과 도난을 감지하고 있지만, 다양한 센서 정보를 활용하기 위해서 제어회로 등의 전자시스템이 별도로 설치되야 하기 때문에 제조 비용이 상승되고, 빠른 시간 내에 설치해야 하는 어구 특성상 유실 방지를 위한 밧줄과 장력 센서 등의 설치가 현실적으로 어려움이 있다. 또한, 기존의 부이를 이용한 어구 도난 및 유실을 감지하는 방법은 어구 사용자가 부이를 이용할 경우에도 도난 알람이 빈번하게 동작할 수 있어 사용자나 관리자에게 오작동 해제 등의 불필요한 작업이 요구되고, 오동작이 잦은 도난 알람의 경우에 정확한 상황 판단이 어려워진다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 어구가 유실되고 있는지를 모니터링하고, 유실되었을 경우 어느 지점까지 이동하였을지를 추정하는 어구 유실 관리 시스템 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 수중에 설치되어, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 센싱 정보를 제공하며, 자신의 식별 정보와 위치 정보를 외부로 제공하는 어구와 상기 어구와 통신하여 자신의 어구 위치 정보를 확인하며, 어선 정보를 제공하는 어선용 단말장치 및 기 설정된 관할 지역 내 어구 또는 어선에 대한 관리 기능을 수행하고, 상기 어구로부터 어구의 위치정보를, 외부에서 조류의 유속 및 유향을 수신하고, 수신한 어구의 위치정보를 토대로 어구의 유속 및 유향 정보를 연산하고, 연산한 유속 및 유향 정보와 조류의 유속 및 유향 정보를 토대로 어구의 유실 여부 및 유실된 어구의 현재 위치를 추정하는 어구유실 관리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 어구유실 관리장치는 상기 어구와 통신이 두절될 경우, 상기 어구가 유실된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 어구유실 관리장치는 연산된 어구의 유속이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부로 상기 어구가 유실된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 어구유실 관리장치는 상기 어구가 유실되었다 판단한 경우, 상기 어구가 유실된 시점으로부터 기 설정된 기간 이전에서의 어구의 유속 및 유향정보와 조류의 유속 및 유향정보를 비교하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 어구유실 관리장치는 현 시점의 조류의 유향을 기초로, 상기 어구가 유실된 시점으로부터 기 설정된 기간 이전에서의 어구의 유향과 조류의 유향의 차이를 반영하여 현 시점의 어구의 유향을 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 어구유실 관리장치는 상기 어구가 유실된 시점으로부터 기 설정된 기간 이전에서의 어구의 유속 및 유향정보와 조류의 유속 및 유향정보 모두가 동일한 경우, 현 시점의 조류의 유향과 유속을 현 시점의 어구의 유향과 유속으로 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 어구유실 관리장치는 추정된, 현 시점의 어구의 유향과 유속을 기초로 어구의 위치를 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 어구 유실 관리 시스템이 어구의 유실 여부와 유실된 어구의 위치를 추정하는 방법에 있어서, 어구로부터 어구의 위치정보를, 해양정보 조사기관으로부터 조류의 유속 및 유향을 수신하는 수신과정과 상기 수신과정에서 수신된 어구의 위치정보를 토대로 어구의 유속 및 유향을 연산하는 연산과정과 상기 어구가 유실되었는지 여부를 판단하는 판단과정 및 상기 연산과정에서 연산된 어구의 유속 및 유향 정보와 조류의 유속 및 유향 정보를 토대로 상기 어구의 위치를 추정하는 추정과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 연산과정은 서로 다른 시점에서 수신되는 어구의 위치정보를 토대로, 어구의 유속 및 유향을 연산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 판단과정은 상기 어구와 통신이 두절되거나 상기 연산과정에서 연산된 유속이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부로 상기 어구의 유실 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 어구가 유실되고 있는지를 모니터링하고, 유실되었을 경우 어느 지점까지 이동하였을지를 추정할 수 있어 어구 관리의 편의를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어구 유실 관리 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어구 유실 관리 시스템의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부이의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어구 유실 관리 시스템의 전파 음영 지역에서의 통신 서비스 제공 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어구유실 관리장치의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어구유실 관리장치가 어구의 유실을 모니터링하고 이동을 추정하는 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 동력 수단요소로 명명될 수 있고, 유사하게 동력 수단요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호 간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어업 도구의 유실 모니터링 시스템의 구성을 설명하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어업 도구의 유실 모니터링 시스템의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 어업 도구의 유실 모니터링 시스템은 부이(100), 어선용 단말 장치(200), 관리 선박용 단말 장치(300) 및 어구유실 관리장치(400)을 포함한다.
부이(100)는 자망 등의 어구마다 일정 간격으로 탈착 가능하게 설치되고, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 센싱 정보를 제공하며, 자신의 식별 정보와 위치 정보를 제공한다. 이러한 부이는 온도 센서, 가속도 센서, 물감지 센서, 음향 센서 등의 다양한 센서를 포함할 수 있다.
어선용 단말 장치(200)는 적어도 하나 이상의 부이(100)에 자신의 어구 식별 정보를 등록하고, 부이(100)와 통신하여 자신의 부이 위치 정보를 확인하며, 자신의 어선 식별 정보, 자기 어선 위치 정보, 자기 어구 식별 정보 및 자기 부이 위치 정보를 포함한 어선 정보를 제공한다.
관리 선박용 단말 장치(300)는 어구유실 관리장치(400)로부터 부이 또는 어구의 유실 정보가 전송되면, 어구 스캐닝을 이용해 유실된 어구를 회수하는 동작을 수행할 수 있다. 관리 선박용 단말 장치(300)는 어업 지도 또는 어업 단속 등의 기능을 수행하고, 관할하는 어선 위치와 부위 위치 정보를 알고 있어야 한다.
어구유실 관리장치(400)는 기 설정된 관할 지역 내 어구 또는 어선에 대한 관리 기능을 수행하고, 어선용 단말 장치(200)와 부이(100)와 통신망을 이용해 정보를 송·수신한다. 또한, 어구유실 관리장치(400)는 부이(100) 또는 어구의 도난이나 유실 여부를 모니터링하여, 유실이 감지되었을 경우 경로를 추정하여 어선용 단말 장치(200) 또는 관리 선박용 단말 장치(300)에 알려준다. 이에 따라, 어선용 단말 또는 관리 선박용 단말이 유실된 어구를 보다 용이하게 회수할 수 있도록 한다.
어구유실 관리장치(400)는 어선용 제어기(220) 또는 관리 선박용 제어기(320) 내 INS((Intelligent Navigation System), IMIT(Integrated Maritime Information Technology), MEIS(Marine Environment Information System) 등에서 운용되는 정보와 같은 통합정보를 통신망을 통해 수신하여 선박의 현재 상태를 실시간으로 감시할 수 있어야 한다.
이러한 어구유실 관리장치(400)는 육상에서 적어도 하나 이상의 어구 및 적어도 하나 이상의 부이의 위치를 파악하고, 관리 선박용 단말 장치(300) 또는 어선용 단말 장치(200)와 통신하여 육상과 관리선박, 어선 간의 원격 모니터링을 통해 기상 정보와 해양상태 정보 등을 선박에 제공하고, 선박의 통합 정보를 수신하여 육상에서 선박에 대한 실시간 감시 및 관제가 이루어지도록 한다. 구체적으로 어구유실 관리장치는 선박에 무선통신(위성, 무선통신 모뎀 등)을 통해 수신된 선박의 상태를 표시하며, 선박으로 MEIS 기상정보와 제어명령 등을 전송하게 된다.
어구유실 관리장치(400)는 부이(100) 또는 어구와 통신하며, 부이(100) 또는 어구의 위치를 파악한다. 어구유실 관리장치(400)는 부이(100) 또는 어구로부터 전송되는 그것의 위치를 토대로 어구의 유속 및 유향(流向)을 파악하고 이로부터 유실 여부를 판단할 수 있다. 또한, 어구유실 관리장치(400)는 국립 해양 조사원 등 해양정보 조사기관으로부터 어구가 위치한 지역에서의 조류의 유속 및 유향을 수신한다. 어구유실 관리장치(400)는 어구의 유속/유향 및 조류의 유속/유향을 토대로 유실된 어구가 어떠한 방향으로 얼마만큼 이동하였을지를 추정한다. 어구유실 관리장치(400)는 추정 결과를 관리 선박용 단말 장치(300) 또는 어선용 단말 장치(200)로 전송함에 따라, 관리 선박 또는 어선이 어구를 회수할 수 있도록 한다. 어구유실 관리장치(400)의 구체적인 구성은 도 5를 참조하여 후술한다.
한편, 어선용 단말 장치(200)는 어선용 무선 노드(210)와 어선용 제어기(220)를 포함하고, 관리 선박용 단말 장치(300)는 관리 선박용 무선 라우터(310)와 관리 선박용 제어기(320)를 포함한다. 어선용 무선 노드(210)는 LoRa 기반의 게이트웨이로서, 어선으로부터 기 설정된 반경(10Km) 이내에 위치한 복수의 부이(100)와 통신 채널로 연결되어 정보를 송수신한다. 또한, 관리 선박용 무선 라우터(310)는 부이(100), 어선용 단말 장치(200), 어구유실 관리장치(400)와 LoRa 기반 무선 중계 통신 게이트웨이 역할을 수행한다.
또한, 어선용 제어기(220)와 관리 선박용 제어기(320)는 일반적인 의미의 서버용 컴퓨터 본체일 수 있고, 그 외에 서버 역할을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치로 구현될 수 있다. 구체적으로, 어선용 제어기(220)와 관리 선박용 제어기(320)는 각각 통신 모듈(미도시), 메모리(미도시), 프로세서(미도시) 및 데이터베이스(미도시)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부이의 구성을 설명하는 도면이다.
부이(100)는 전원 모듈(110), 센서 모듈(120), GPS 수신모듈(130), 통신 모듈(140), 제어 모듈(150)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
전원 모듈(110)은 부이(100)의 동작에 필요한 전원을 제공한다. 전원 모듈(110)은 통신 모듈(140)을 통해 어선용 단말 장치(200) 또는 관리 선박용 단말 장치(300)에 배터리의 충전 상태를 보고할 수 있다.
센서 모듈(120)은 온도 센서, 가속도 센서, 음향 센서 중 적어도 하나 이상의 센서를 포함하고, 센서에서 감지된 센서 정보를 제공한다.
GPS 수신 모듈(130)은 GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호를 이용하여 현재 부이 위치 정보를 제공한다. 이때, GPS 수신 모듈(130)은 GNSS(Global Navigation Satellite System)SBAS(satellite based augmentation system)의 신호를 수신하여 높은 정확도의 위치정보를 제공할 수 있다.
통신 모듈(140)은 전파 상태에 따라 상용 LoRa와 사설 LoRa를 선택적으로 사용하여 어선용 단말 장치(200), 관리 선박용 단말 장치(300), 어구유실 관리장치(400)와 통신할 수 있다. 통신 모듈(140)은 어선용 무선 노드(210) 또는 관리 선박용 무선 라우터(310)를 LoRa 기반의 통신망에 연결할 수 있다.
표시등(170)은 야간이나 어두운 곳에서 부이의 위치를 육안으로 표시할 수 있는 경광등 역할을 수행할 수 있다.
제어 모듈(150)은 메모리(160)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 부이(100) 내의 전반적인 동작을 제어한다. 메모리(160)에는 부이의 동작을 제어하기 위한 프로그램 뿐만 아니라 부이(100)의 식별 정보, 제어 정보 등이 저장된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 어업 도구의 유실 모니터링 시스템의 전파 음영 지역에서의 통신 서비스 제공 과정을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 부이(100), 어선용 단말 장치(200), 관리 선박용 단말 장치(300)와 어구유실 관리장치(400)는 저전력 장거리 통신을 위해 LoRa 기반으로 통신 채널을 형성한다.
이때, 어구유실 관리장치(400)는 부이(100), 어선용 단말 장치(200) 및 관리 선박용 단말 장치(300)와 상용(Public) 로라망(Low Power Wide Area, LoRa)을 통해 메인 통신 채널을 형성한다. 따라서, 어구유실 관리장치(400)는 메인 통신 채널을 통해 부이(100)로부터 자기 위치 및 어구 정보를 보고받을 수 있고, 각 부이(100)별 부이 제어신호를 부이(100)로 전송할 수 있다. 또한, 어구유실 관리장치(400)는 메인 통신 채널을 통해 어선용 무선 노드(210)로부터 자기 소유 부이 위치 정보와 어구 정보를 수신하고, 부이 또는 어구의 유실 정보를 송신할 수 있다. 어구유실 관리장치(400)는 관리 선박용 무선 라우터(310)로 관리 선박의 관할 지역 내 모든 부이 및 어구 정보, 부이 또는 어구의 유실 정보를 송수신할 수 있다. 따라서, 관리선박의 단말기(320)는 어구유실 관리장치(400)서 판별 결과(부이 또는 어구의 유실 정보 등)를 상용 LTE(CAT. M1)를 통해 통보받을 수 있다.
그러나, 부이(100), 어선용 무선노드(210), 관리 선박용 무선 라우터(310)는 전파 음영 지역에서 상용 로라망을 통한 메인 통신 채널의 통신 연결을 해제하고 사설 로라망(Private LoRa)을 통해 서브 통신 채널을 형성하여 정보를 송수신한다.
부이(100), 어선용 단말 장치(200) 및 관리 선박용 단말 장치(300)는 트래픽 요청에 대한 긍정/부정 응답신호(Ack/Nck)를 통해 통신 상태를 판단하는데, 통신 상태가 양호할 경우에 메인 통신 채널을 통해 정보를 송수신하지만, 메인 통신 채널을 통해 기 설정된 수신확인시간 동안에 긍정 응답(Ack)신호가 수신되지 않는 경우 메인 통신 채널에 대한 통신 단절 상태로 판단하고, 사설 로라망을 통한 서브 통신 채널을 형성한다.
이와 같이, 부이(100), 어선용 단말 장치(200) 및 관리 선박용 단말 장치(300)는 전파 상태에 따라 상용 로라망과 사설 로라망에 선택적으로 접속하여 통신 연결함으로써 통신 속도와 통신 연결성을 보장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어구유실 관리장치의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어구유실 관리장치(400)는 통신부(510), 유실 판단부(520), 어구 이동 추정부(530) 및 메모리부(540)를 포함한다.
통신부(510)는 외부와 Lora 또는 기타 프로토콜 기반의 무선 통신을 수행하며, 필요한 정보를 송·수신한다.
통신부(510)는 기타 프로토콜 기반의 무선 통신을 수행하여 외부의 해양정보 조사기관으로부터 필요한 정보를 수신한다. 통신부(510)는 기상청과 통신하며, 기상 정보를 수신할 수 있다. 한편, 통신부(510)는 국립해양조사원 등의 해양정보 조사기관으로부터 조류의 유속 및 유향 정보를 수신할 수 있다. 통신부(510)는 외부의 해양정보 조사기관으로부터 기 설정된 간격(예를 들어, 수분)마다 정보를 수신할 수 있다.
통신부(510)는 Lora 기반의 무선 통신을 수행하며, 수신한 기상 정보를 어선용 단말 장치(200) 또는 관리 선박용 단말 장치(300)로 전송한다.
통신부(510)는 Lora 기반의 무선 통신을 수행하며, 부이(100)로부터 자신의 현재 위치(좌표)를 수신한다. 통신부(510)는 기 설정된 간격마다 부이의 위치를 부이(100)로부터 수신한다. 예를 들어, 기 설정된 간격은 수분일 수 있으며, 통신부(510)는 수분 간격으로 부이의 위치를 부이(100)로부터 수신할 수 있다.
유실 판단부(520)는 부이(100)로부터 수신한 부이의 좌표 또는 부이(100)와의 통신 가부를 토대로 부이(100) 또는 어구의 유실 여부를 판단한다. 유실 판단부(520)는 다음과 같은 수식으로 부이의 좌표로부터 부이의 속도(유속 및 유향)를 판단할 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
여기서, φ1 및 φ2 는 각각 제1 시점과 제2 시점에서의 위도를, λ1 및 λ2 는 각각 제1 시점과 제2 시점에서의 경도를 의미한다. 위도 및 경도로부터 해당 시점에서의 부이의 좌표(x, y, θ)를 변환하며, 좌표의 변화와 시간당 변화량을 토대로 유속과 유향을 파악할 수 있다.
부이(100)와의 통신이 두절된 경우 또는 전술한 과정에 따라 연산한 부이(100)의 속도가 기 설정된 기준치를 초과하는 경우, 유실 판단부(520)는 부이(100)가 유실된 것으로 판단한다.
어구 이동 추정부(530)는 유실되기 이전의 어구의 유속 및 유향과 조류의 유속 및 유향을 비교하여 어구의 위치를 추정한다. 어구 이동 추정부(530)는 어구가 유실되었다 판단한 시점으로부터 기 설정된 기간 이전의 어구의 유속 및 유향과 동일 시점의 조류의 유속 및 유향을 비교한다. 여기서, 기 설정된 기간은 조류의 유속과 유향이 바뀌는 간격으로 설정될 수 있다. 조류는 지속적으로 유속과 유향이 바뀌는 것이 아니라. 일정 기간 동안은 동일한 값을 갖다가 일정 기간 이후로 바뀌곤 한다. 예를 들어, 조류는 6시간을 기준 만조와 간조를 기점으로 단위 시간당 유향과 유속이 바뀌곤 한다. 이러한 조류의 특성을 참조하여, 어구 이동 추정부(530)는 어구가 유실된 시점으로부터 기 설정된 기간 이전의 어구의 데이터(유속 및 유향)과 조류의 데이터(유속 및 유향)를 비교한다.
어구 이동 추정부(530)는 해당 시점에서의 어구의 유향과 조류의 유향을 비교하여, 현 시점의 어구의 유향을 추정한다. 속도와는 달리 어구의 유향은 대체로 조류의 유향과 동일하게 움직인다. 따라서, 어구 이동 추정부(530)는 어구가 유실되었다 판단한 시점으로부터 기 설정된 기간 이전의 시점에서의 어구의 유향과 조류의 유향의 차이를 연산한다. 어구 이동 추정부(530)는 현 시점에서의 조류의 유향을 기초로 연산된 유향의 차이를 반영함으로서, 현 시점에서의 조류의 유향을 추정한다. 예를 들어, 해당 시점에서의 어구의 유향과 조류의 유향의 차이가 존재하지 않았다면, 어구 이동 추정부(530)는 현 시점에서의 조류의 유향이 어구의 유향이라 추정한다. 반대로, 해당 시점에서의 어구의 유향이 조류의 유향을 기준으로 시계방향으로 45°만큼 차이가 났을 경우, 어구 이동 추정부(530)는 현 시점에서의 어구의 유향은 현 시점에서의 조류의 유향을 기준으로 시계방향으로 45°만큼 차이를 갖는 것으로 추정한다.
마찬가지로, 어구 이동 추정부(530)는 해당 시점에서의 어구의 유속과 조류의 유속을 비교하여, 현 시점의 어구의 유속을 추정한다. 전술한 시점에서 어구의 유속과 조류의 유속이 동일하다면, 어구 이동 추정부(530)는 현 시점에서의 조류의 유속을 어구의 유속으로 추정한다. 다만, 전술한 시점에서 어구의 유속과 조류의 유속이 상이하다면, 수심 정보, 조류의 유속 및 조류의 유속과 어구의 유속 비를 이용하여 현 시점의 어구의 유속을 하기 수식을 이용해 추정한다.
Figure pat00005
여기서, n은 전술한 시점에서의 어구와 조류의 유속 비를, vc(t,z)는 현 시점에서 수심 z 미터에서의 조류의 유속을, Vc b(t)는 해저면에서의 조류의 유속을, Vc s(t)는 조류면에서의 조류의 유속을, z는 전술한 시점에서의 어구의 수심을, zs는 파도 없을 때의 해저면의 깊이를, zb는 파도 있을 때의 해저면의 깊이를, p는 어구의 거동계수를 의미한다. n 및 p를 제외한 나머지 정보는 국립해양조사원 등 해양정보 조사기관으로부터 획득할 수 있는 정보이다. 본 발명에서는 해저면에서 수심위치에 따른 조류속도를 계산하기 위해 지수법칙을 사용하여 깊이에 따른 해저면의 속도변화를 유추하였고, 이 속도를 이용하여 유실어구의 위치를 계산하였다. 이때, 사용되는 지수계수(p)는 다양한 조건이 고려되어 미리 결정된 수치로서 1/4 내지 1/12 사이의 값을 가지며, n은 전술한 시점에서 결정된다. 이러한 수식에 따라, 현 시점에서의 어구의 유속이 추정된다.
어구 이동 추정부(530)는 추정한 어구의 유향과 유속을 토대로, 현 시점에서의 어구의 위치를 추정한다. 어구의 이동 방향과 이동 속도가 정해지기 때문에, 현 시점에서 어구가 어느 방향으로 얼마만큼 이동하였는지 연산된다. 이에 따라, 어구 이동 추정부(530)는 어구의 현 위치를 추정할 수 있다.
메모리부(540)는 통신부(510)가 부이(100)로부터 기 설정된 간격마다 수신한 정보 및 해양정보 조사기관으로부터 기 설정된 간격마다 수신한 정보를 저장한다. 메모리부(540)는 해당 정보를 저장해둠으로서, 유실 판단부(520)의 판단 및 어구 이동 추정부(530)의 추정을 돕는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어구유실 관리장치가 어구의 유실을 모니터링하고 이동을 추정하는 방법을 도시한 순서도이다.
통신부(510)는 어구로부터 어구의 위치정보를, 해양정보 조사기관으로부터 어구가 위치한 지역에서의 조류의 유속 및 유향을 수신한다(S610).
유실 판단부(520)는 어구의 유실여부를 판단한다(S620). 유실 판단부(520)는 어구의 위치정보로부터 유속 및 유향을 연산한다. 유실 판단부(520)는 어구와 통신이 두절되거나, 어구의 속도가 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부로 어구의 유실여부를 판단한다.
어구 이동 추정부(530)는 유실 시점으로부터 기 설정된 기간 이전의 어구의 유속 및 유향을 동일시점의 조류의 유속 및 유향과 비교한다(S630).
어구 이동 추정부(530)는 현 시점의 조류의 유향을 기초로 기 설정된 기간 이전의 어구의 유향과 조류의 유향의 차이값을 반영하여 어구의 유향을 추정한다(S640).
어구 이동 추정부(530)는 기 설정된 기간 이전의 어구의 유속과 동일 시점의 조류의 유속이 동일한지 여부를 판단한다(S650).
양자가 동일하다면, 어구 이동 추정부(530)는 현 시점의 조류의 유속을 어구의 유속으로 추정한다(S660).
양자가 상이하다면, 어구 이동 추정부(530)는 수심 정보, 조류의 속도 및 조류의 속도와 어구의 속도비를 이용하여 현 시점의 어구의 유속을 계산한다(S670).
어구 이동 추정부(530)는 어구의 유속과 유향을 이용하여 어구의 현 위치를 추정한다(S680).
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 부이
110: 전원 모듈
120: 센서 모듈
130: GPS 수신모듈
140: 통신 모듈
150: 제어 모듈
200: 어선용 단말 장치
210: 어선용 무선노드
220: 어선용 제어기
300: 관리 선박용 단말 장치
310: 관리 선박용 무선 라우터
320: 관리 선박용 제어기
400: 어구유실 관리장치
510: 통신부
520: 유실 판단부
530: 어구 이동 추정부
540: 메모리부

Claims (10)

  1. 수중에 설치되어, 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 센싱 정보를 제공하며, 자신의 식별 정보와 위치 정보를 외부로 제공하는 어구;
    상기 어구와 통신하여 자신의 어구 위치 정보를 확인하며, 어선 정보를 제공하는 어선용 단말장치; 및
    기 설정된 관할 지역 내 어구 또는 어선에 대한 관리 기능을 수행하고, 상기 어구로부터 어구의 위치정보를, 외부에서 조류의 유속 및 유향을 수신하고, 수신한 어구의 위치정보를 토대로 어구의 유속 및 유향 정보를 연산하고, 연산한 유속 및 유향 정보와 조류의 유속 및 유향 정보를 토대로 어구의 유실 여부 및 유실된 어구의 현재 위치를 추정하는 어구유실 관리장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어구유실 관리장치는,
    상기 어구와 통신이 두절될 경우, 상기 어구가 유실된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어구유실 관리장치는,
    연산된 어구의 유속이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부로 상기 어구가 유실된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 어구유실 관리장치는,
    상기 어구가 유실되었다 판단한 경우, 상기 어구가 유실된 시점으로부터 기 설정된 기간 이전에서의 어구의 유속 및 유향정보와 조류의 유속 및 유향정보를 비교하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 어구유실 관리장치는,
    현 시점의 조류의 유향을 기초로, 상기 어구가 유실된 시점으로부터 기 설정된 기간 이전에서의 어구의 유향과 조류의 유향의 차이를 반영하여 현 시점의 어구의 유향을 추정하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 어구유실 관리장치는,
    상기 어구가 유실된 시점으로부터 기 설정된 기간 이전에서의 어구의 유속 및 유향정보와 조류의 유속 및 유향정보 모두가 동일한 경우, 현 시점의 조류의 유향과 유속을 현 시점의 어구의 유향과 유속으로 추정하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 어구유실 관리장치는,
    추정된, 현 시점의 어구의 유향과 유속을 기초로 어구의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 시스템.
  8. 어구 유실 관리 시스템이 어구의 유실 여부와 유실된 어구의 위치를 추정하는 방법에 있어서,
    어구로부터 어구의 위치정보를, 해양정보 조사기관으로부터 조류의 유속 및 유향을 수신하는 수신과정;
    상기 수신과정에서 수신된 어구의 위치정보를 토대로 어구의 유속 및 유향을 연산하는 연산과정;
    상기 어구가 유실되었는지 여부를 판단하는 판단과정; 및
    상기 연산과정에서 연산된 어구의 유속 및 유향 정보와 조류의 유속 및 유향 정보를 토대로 상기 어구의 위치를 추정하는 추정과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연산과정은,
    서로 다른 시점에서 수신되는 어구의 위치정보를 토대로, 어구의 유속 및 유향을 연산하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 판단과정은,
    상기 어구와 통신이 두절되거나 상기 연산과정에서 연산된 유속이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부로 상기 어구의 유실 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 어구 유실 관리 방법.



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