WO2023136408A1 - Method for calculating heading range for collision avoidance using module for analysis and evaluation of heading control performance according to control delay in remote control of autonomous ship - Google Patents

Method for calculating heading range for collision avoidance using module for analysis and evaluation of heading control performance according to control delay in remote control of autonomous ship Download PDF

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WO2023136408A1 PCT/KR2022/008625 KR2022008625W WO2023136408A1 WO 2023136408 A1 WO2023136408 A1 WO 2023136408A1 KR 2022008625 W KR2022008625 W KR 2022008625W WO 2023136408 A1 WO2023136408 A1 WO 2023136408A1
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    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions

Definitions

  • the technology required for autonomous ships between levels 2 and 3 is remote control, which uses a communication network to control autonomous ships from a place other than autonomous ships and by a remote operator. to safely steer.
  • it is required to comply with the heading control performance specified by the IMO, and if this heading control performance is degraded or changed, the ship may collide with other ships and deviate from the course.
  • silver time with time represents the longitude difference in minutes of the zigzag path between and time with time represents the latitude difference in minutes of the zigzag path between
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship B; rudder angle 20 degrees) according to the control delay according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship C; rudder angle 10 degrees) according to the control delay according to the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve according to the control delay according to the present invention (ship A, rudder angle 10 degrees);
  • 16 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve (ship B, rudder angle 20 degrees) according to the control delay according to the present invention
  • 17 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve (ship B, rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention.
  • 33 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range (ship C, rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention.
  • 34 is a schematic diagram showing the distance and azimuth evaluation result (ship C) of the zigzag average range according to the control delay according to the present invention.
  • Rate of Turn (ROT) data at time t ROT(t)
  • Is It represents the vector data of represents three types of zigzag rudder angle (10 °, 20 °, 35 °) index, represents the index of four types of control delay time (0 sec, 30 sec, 60 sec, 90 sec), ( is the final time taken for the measurement) represents the index of the measurement time.
  • Step 4 is the zigzag path data ( ) using the range between zigzag vertices ( ) is a step to visualize.
  • Path visualization of the zigzag range is a pair of longitude and latitude differences ( , ) was implemented using The calculation formula is Equation 1 below.
  • the average distance of the zigzag range (Lzz or ) was obtained by Equation 2 below using the initial position of the main line and the average position of the zigzag route.
  • FIG. 1 shows the evaluation concept of the heading control performance according to the control delay.
  • the core of the concept of the present invention is to use a zigzag path that can be changed by the control delay.
  • solid blue line ( ) represents the path generated when the ship is maneuvered in a zigzag pattern.
  • the present invention proposes to use data obtained by a ship steering simulator as zigzag path data, and the conditions for this simulation are three types of ships, four types of control delay time, and three types of steering angles as follows. Therefore, a total of 36 types (3X4X3) of zigzag path data were obtained.
  • the zigzag range increases as the rudder angle increases.
  • the control delay It is expected that it will be possible to effectively remotely control autonomous ships to maintain their course and avoid collisions by preventing deviation from the course and collision with other ships.

Abstract

Disclosed is a method for calculating a heading range for collision avoidance using a module for the analysis and evaluation of heading control performance according to a control delay in the remote control of an autonomous ship. The present invention provides a method for calculating a heading range for collision avoidance using a module for the analysis and evaluation of heading control performance according to a control delay in the remote control of an autonomous ship, wherein the method prevents the autonomous ship from going off course, can ensure safe navigation of the autonomous ship by preventing collisions with other ships, and prevents the risk of marine accidents by making it possible to predict the heading control performance by means of a control delay, and thus can contribute to safe and economical navigation.

Description

자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법A method for calculating heading range for collision avoidance using analysis evaluation module of heading control performance according to control delay in remote control of autonomous ship
본 발명은 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용하여 실제 선박에서의 제어지연 현상 발생시 충돌회피가 필요한 본선 선수방위의 범위를 도출하여 적용시킴으로써 선박의 운항 안전성을 보장할 수 있는 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating the heading range for collision avoidance using an analysis evaluation module of heading control performance according to control delay in remote control of an autonomous ship, and more particularly, to a heading control performance according to control delay. The heading according to the control delay in the remote control of the autonomous ship that can guarantee the safety of the ship by deriving and applying the range of the heading heading that requires collision avoidance when control delay occurs in the actual ship using the analysis evaluation module It relates to a method for calculating the heading range for collision avoidance using an analysis evaluation module of control performance.
현재 해상에서는 육상의 자율주행 자동차와 마찬가지로, 자율운항선박에 대한 연구개발이 활발하게 이뤄지고 있으며, 자동화시스템으로 물류의 흐름을 최소 10% 이상 빠르게 할 수 있고, 전체 해양사고의 82%나 차지하는 인적과실 사고를 해소할 수 있으며, 인건비 절감 등으로 약 60% 이상의 비용을 절감할 수 있는 것으로 밝혀졌다.Currently, R&D on autonomous ships is being actively conducted at sea, just like autonomous vehicles on land. Automated systems can speed up logistics flow by at least 10%, and human error accounts for 82% of all marine accidents. Accidents can be eliminated and costs can be reduced by more than 60% due to labor cost reduction.
이러한 자율운항선박은 국제해사기구(International maritime Organization, IMO)에서 MASS(Maritime Autonomous Surface Ship)로 지칭하고 있으며, 레벨 1부터 레벨 4까지의 네 수준으로 구분되어 있는데, 레벨1은 기존 선박에서 선원의 의사결정을 지원하기 위한 수준이고, 레벨2는 선박에 선원이 승선한 상태에서 원격 제어가 가능한 레벨이며, 레벨3은 선원이 승선하지 않거나 또는 최소인원만 승선한 경우 원격 제어가 가능하고 기관이 자동화된 레벨이고, 끝으로 레벨4는 선박에 사람이 없는 완전 무인화 레벨인데, 국내외적인 개발목표는 기존 유인선박(사람이 제어하는 선박)에 원격제어 장치를 부가하여 원격에서 제어 가능한 레벨2와 레벨 3 사이에 있다. 레벨 2와 3 사이에서 요구되는 기술은 원격으로 자율운항선박을 안전하게 조종하는 것인데 이를 위해서는 국제해사기구(IMO)에서 규정한 선수방위 제어성능(heading control performance)이 준수될 것이 요구된다.These autonomous ships are referred to as MASS (Maritime Autonomous Surface Ships) by the International Maritime Organization (IMO), and are divided into four levels from level 1 to level 4. Level 2 is a level to support decision-making, and level 2 is a level that allows remote control while a crew member is on board, and level 3 is a level that enables remote control when no crew is on board or only a minimum number of people are on board, and the agency is automated Finally, level 4 is a completely unmanned level without a person on the ship. The domestic and international development goals are level 2 and level 3 that can be remotely controlled by adding a remote control device to the existing manned ship (ship controlled by a person). are in between The technology required between levels 2 and 3 is to remotely pilot an autonomous ship safely, and for this, the heading control performance stipulated by the International Maritime Organization (IMO) is required to be followed.
상기, 선수방위 제어성능은 국제해사기구(IMO)에 규정된 세 가지 테스트 방법(Turning Test, Zig-Zag Test, Spiral Test)중에서 지그재그 테스트(Zig-Zag Test)에 의해 수행되고 있으며, 선수방위 제어성능의 평가에는 지그재그 경로가 이용되는데, 지그재그 경로는 일정한 타각을 우현과 좌현으로 번갈아 반복하면서 선수방위를 제어하여 선박을 조종할 때 나타날 수 있는 선박의 궤적을 의미한다. 아울러, 선수방위 제어성능은 선박이 주어진 항로를 안전하고 경제적으로 추종할 수 있는 중요한 평가지표로서, 선수방위 제어성능이 저하되거나 변하면 선박은 다른 선박과 충돌할 수 있고, 항로를 이탈할 수 있다.The heading control performance is performed by the Zig-Zag Test among the three test methods (Turning Test, Zig-Zag Test, Spiral Test) prescribed by the International Maritime Organization (IMO), and the heading control A zigzag path is used to evaluate performance. The zigzag path refers to the trajectory of a ship that can appear when steering a ship by controlling the heading while repeating a certain rudder angle alternately to starboard and port. In addition, the heading control performance is an important evaluation index for a ship to follow a given route safely and economically. If the heading control performance is degraded or changed, the ship may collide with another ship or deviate from the course.
한편, 현재 국내외에서는 레벨2와 레벨3 중간 정도의 자율운항선박을 대상으로 설계가 진행되고 있을 뿐, 아직까지 자율운항선박 형태로 건조된 선박은 전무한 실정이며, 이는 국제규정에 의하면 현재 국제해상운송에 종사하는 모든 선박은 인간(선원)에 의해서 제어해야 하는 것으로 정해져 있기 때문이다. 이에, 자율운항선박의 운항 안전성과 실효성을 확보하기 위한 방안으로 육상원격 제어시스템에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 이러한 육상원격 제어시스템을 통해 자율운항 시스템의 고장 또는 기능의 고장 또는 여하 한의 이유로 인하여 자율운항이 불가능한 경우 이를 대비하기 위함이다. 따라서, 현존하는 모든 선박의 경우에도 육상제어가 필요한데, 그 것은, 선박 간 충돌, 화재, 항로이탈, 음주운항 등 다양한 상황에서 항해사가 선박을 직접 조종할 수 없는 경우가 발생하기 때문이다.Meanwhile, domestically and internationally, only level 2 and level 3 autonomous ships are being designed, but there is no ship built in the form of an autonomous ship yet, which is currently international maritime transportation according to international regulations. This is because it is determined that all ships engaged in the ship must be controlled by a human (crew). Therefore, as a way to secure the operational safety and effectiveness of autonomous ships, research on land remote control systems is being actively conducted. This is to prepare for the case where autonomous operation is impossible due to Therefore, in the case of all existing ships, land control is required, because there are cases in which the navigator cannot directly control the ship in various situations such as collision between ships, fire, departure from route, and drunk driving.
종래 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1941896호를 통해 ′선박의 자율 운항 제어시스템′이 제안된 바 있으며, 기술적 해결과제로는 조타실 내부에 긴급하게 인원이 존재하지 않게 되는 경우 등의 이벤트 발생 시, 선박을 안정적으로 제어하여, 선박의 제어 불가능 상황에 따른 2차 사고를 방지하고, 또한, 선박에 대한 다양한 이벤트 발생 시 선박 위치의 환경을 파악하여 이를 기반으로 선박의 자율 운항 시스템을 효과적으로 자동 제어함으로써, 조타실 내부에 인원이 존재하지 않더라도 선박을 안전 위치에 위치되도록 하여 선박에 대한 안정성을 높이고자 하는데 있다.As a prior art, 'autonomous navigation control system of a ship' has been proposed through Korean Patent Registration No. 10-1941896, and as a technical solution, an event such as when there is no urgent person inside the wheelhouse In addition, when various events occur on the ship, the ship's autonomous navigation system is effectively and automatically controlled by grasping the ship's location environment. By controlling, it is intended to increase the stability of the ship by positioning the ship in a safe position even if no personnel exist inside the wheelhouse.
그러나 상기 종래기술에 따른 선박의 자율운항 제어시스템은 선박 자체의 무인화를 위한 시스템에 관한 것으로 운항시 발생할 수 있는 다양한 돌발 변수 발생시 제어사관의 직접적인 개입이 곤란한 폐단이 있었다.However, the autonomous navigation control system of a ship according to the prior art relates to a system for unmanning the ship itself, and has a disadvantage in that it is difficult for a control officer to directly intervene in the event of various unexpected variables that may occur during navigation.
또 다른 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-2042058호를 통해 ′LNG 선박의 운항 실시간 원격 관제 장치 및 방법′이 제안된 바 있으며, 주요한 기술적 구성으로는 ′실시간 원격 관제 기능을 수행하기 위한 명령을 입력받는 입력부와, 선박 정보를 바탕으로 LNG 선박의 운항상태를 표시하는 표시부와, LNG 선박과 통신을 수행하며, LNG 선박으로부터 주기적으로 선박 코드 정보를 포함하는 선박 정보를 수신하는 통신부와, 통신부를 통해 수신된 선박 정보를 저장하는 저장부와, 선박 정보를 수신하면, 선박 코드 별로 분류하여 저장부에 저장하고, 입력부를 통해 어느 하나의 선박을 선택하는 명령이 입력되면, 저장부에 저장된 복수의 선박 정보 중 선택된 선박의 선박 코드 정보를 포함하는 선박 정보를 추출하고, 추출된 선박 정보를 표시부에 표시하는 제어부를 포함하는 구성′을 개시하고 있다.As another prior art, 'LNG ship operation real-time remote control device and method' has been proposed through Korean Patent Registration No. 10-2042058, and as a major technical configuration, 'a real-time remote control function An input unit for receiving an input, a display unit for displaying the operation status of an LNG vessel based on vessel information, a communication unit for performing communication with the LNG vessel and periodically receiving vessel information including vessel code information from the LNG vessel, and a communication unit. A storage unit for storing ship information received through the storage unit, and upon receipt of the ship information, the ship information is classified by ship code and stored in the storage unit, and when a command to select a ship is input through the input unit, a plurality of data items stored in the storage unit are received. Disclosed is a configuration including a controller extracting ship information including ship code information of a selected ship from among ship information and displaying the extracted ship information on a display unit.
그러나 상기 종래기술에 따른 엘엔지 선박의 운항 실시간 원격 관제 장치는 단순히 선박의 운항정보에 따른 원격 관제 시스템에 관한 것으로 원격으로 선박에 대한 능동 제어가 곤란함에 따라 이 역시 다양한 돌발 상황 발생시 신속한 대처가 곤란한 문제점이 있다.However, the real-time remote control device for the operation of an LNG ship according to the prior art simply relates to a remote control system according to the ship's operation information, and as it is difficult to actively control the ship remotely, it is also difficult to quickly cope with various unexpected situations. there is
또 다른 종래기술로는 대한민국 공개특허 제10-2018-0045440호를 통해 ′다중 통신 환경을 이용한 선박의 원격 모니터링 및 최적 운항 지원 시스템′이 제안된 바 있으나, 선박의 운항정보와 일기정보 등을 기초로 최적의 항로를 설정하고 이를 선박에 제공하기 위한 운항 지원시스템에 관한 것으로, 선박의 자율운항이 불가하고, 또한 선박의 운항시 발생할 수 있는 다양한 돌발 상황에 따른 능동제어가 불가능한 문제점이 있다.As another prior art, a 'remote monitoring of a vessel using a multiple communication environment and an optimal navigation support system' have been proposed through Korean Patent Publication No. 10-2018-0045440, but based on the ship's operation information and weather information It relates to a navigation support system for setting an optimal route and providing it to a ship, and there is a problem in that autonomous navigation of the ship is impossible and active control according to various unexpected situations that may occur during the operation of the ship is impossible.
이러한 문제점을 해결하기 위한 또 다른 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-1937439호를 통해 ′자율 운항 선박 및 그 외 선박의 충돌 회피를 위한 대체 항로 생성과 타각 조절 지원 시스템′이 제안된 바 있다.As another prior art to solve this problem, an 'alternative route creation and steering angle control support system for collision avoidance of autonomous ships and other ships' has been proposed in Korean Patent Registration No. 10-1937439.
그러나, 상기 종래 기술에 따른 자율 운항 선박 및 그 외 선박의 충돌 회피를 위한 대체 항로 생성과 타각 조절 지원 시스템에서 자율운항선박은 충돌 회피 변침점을 추가한 항해 경로에 의해 자동항해를 수행하는 구성이어서 예상치 못한 충돌 위험성에 대한 신속하고 능동적인 대처가 곤란하고 특히 완전 무인화된 자율운항선박의 경우 수동개입이 곤란함에 따라 안정성이 담보되지 않은 폐단이 있었다.However, in the system for generating an alternative route and steering angle control for collision avoidance of autonomous ships and other ships according to the prior art, the autonomous ship is configured to perform automatic navigation by a navigation route to which a collision avoidance turning point is added. As it is difficult to respond quickly and actively to unexpected collision risks, and manual intervention is difficult, especially in the case of completely unmanned autonomous ships, stability is not guaranteed.
한편, 레벨 2와 레벨 3 사이의 자율운항선박에 요구되는 기술은 원격제어인데, 이 원격제어는 통신망을 이용하여 자율운항선박 이외의 다른 장소에서 그리고 원격제어자(remote operator)에 의해서 자율운항선박를 안전하게 조종하는 것이다. 이를 위해서는 IMO에서 규정한 선수방위 제어성능이 준수될 것이 요구되며, 이러한 선수방위 제어성능이 저하되거나 변하면 선박은 다른 선박과 충돌할 수 있고, 항로를 이탈할 수 있다.On the other hand, the technology required for autonomous ships between levels 2 and 3 is remote control, which uses a communication network to control autonomous ships from a place other than autonomous ships and by a remote operator. to safely steer. To this end, it is required to comply with the heading control performance specified by the IMO, and if this heading control performance is degraded or changed, the ship may collide with other ships and deviate from the course.
즉, 자율운항선박(MASS)의 원격제어에서, 선수방위 제어성능은 제어지연에 의해서 저하될 수 있으며, 이러한 제어지연은 다양한 환경(통신 네트워크의 고장과 지연, 제어 시스템의 신호처리 지연, 원격제어자에 의한 의사결정 지연 등)에 의해서 발생할 수 있는 것으로 알려져 있으므로 제어지연이 선수방위 제어성능에 미치는 영향의 분석과 평가방법이 필요하다.That is, in the remote control of an autonomous ship (MASS), the heading control performance can be degraded by control delay, and this control delay is caused by various circumstances (failure and delay of communication network, signal processing delay of control system, remote control). Since it is known that it can occur due to decision-making delays, etc.), it is necessary to analyze and evaluate the effect of control delay on the heading control performance.
특히, 자율운항선박의 원격제어에서, 선수방위 제어성능은 제어지연에 의해서 저하될 수 있는데, 선수방위 제어성능은 운항 안전성에 직접적인 영향을 미치는 요소이므로 이에 과학적이고 정량적으로 제어지연에 의한 선수방위 제어성능에 미치는 영향의 분석과 평가 방법에 연구가 시급한 실정이다.In particular, in the remote control of an autonomous ship, the heading control performance can be degraded by control delay. Since the heading control performance is a factor that directly affects navigation safety, the heading control is scientifically and quantitatively controlled by control delay. Research on the analysis and evaluation method of the effect on performance is urgently needed.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자율운항선박에 관한 선수방위 제어성능의 저하를 평가하고 예측하여 안전하고 경제적인 운항에 기여할 수 있는 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법을 제공하는데 있다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is autonomous navigation that can contribute to safe and economical navigation by evaluating and predicting the degradation of the heading control performance for autonomous ships. It is to provide a heading range calculation method for collision avoidance using an analysis evaluation module of heading control performance according to control delay in remote control of a ship.
특히, 본 발명은 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용하여 제어지연에 의한 선수방위 제어성능의 저하에 따른 평가를 시각적 및 정량적으로 분석 및 평가할 수 있도록 함과 아울러 제어변수의 변동을 시각적으로 분석, 제어지연에 의한 지그재그 경로를 시각적으로 분석, 제어지연에 의한 지그재그 경로의 범위를 부채꼴 형상이 이용되어 시각적으로 평가, 제어지연에 의한 지그재그 경로의 범위를 정량적으로 평가하는 방법에 의한 것으로 이루어진 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법을 제공하는데 있다.In particular, the present invention enables visual and quantitative analysis and evaluation of the evaluation according to the degradation of the heading control performance due to the control delay by using the analysis evaluation module of the heading control performance according to the control delay, as well as the change of the control variable. Visually analyze the zigzag path by control delay, visually evaluate the range of zigzag path by control delay using a fan shape, and quantitatively evaluate the range of zigzag path by control delay It is to provide a heading range calculation method for collision avoidance using an analysis evaluation module of heading control performance according to control delay in remote control of an autonomous ship consisting of
즉, 본 발명은 국제해사기구에서 규정된 선수방위 제어성능의 테스트 방법(Turning Test, Zig-Zag Test, Spiral Test) 중 타에 의해 제어되는 선수방위의 편차를 측정하기 위한 Zig-Zag Test를 이용한 것으로, 일정 타각을 우현과 좌현으로 번갈아 반복할 때 선수방위 제어의 안전성을 평가할 수 있도록 Zig-Zag Test에 의해 측정될 수 있는 지그재그 경로가 이용되어 제어지연에 의한 선수방위 제어성능을 평가하고, 또한, 지그재그 경로는 선박조종 시뮬레이터가 이용되어 획득하고, 지그재그 경로는 세 종류의 선박이 이용되어 서로 측정된 후 제어지연에 의한 영향이 비교 평가하는 것을 통해 정량적이고 과학적인 결과물 도출이 가능한 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법을 제공하는데 있다.That is, the present invention uses the Zig-Zag Test to measure the deviation of the heading controlled by the rudder among the test methods (Turning Test, Zig-Zag Test, Spiral Test) of the heading control performance prescribed by the International Maritime Organization. As a result, a zigzag path that can be measured by the Zig-Zag Test is used to evaluate the safety of the heading control when a certain rudder angle is alternately repeated to starboard and port to evaluate the heading control performance by control delay. , The zigzag path is obtained using a ship steering simulator, and the zigzag path is measured by using three types of ships, and then the effect of the control delay is compared and evaluated to obtain quantitative and scientific results. It is to provide a heading range calculation method for collision avoidance using an analysis evaluation module of heading control performance according to control delay in remote control.
상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시례에 따른 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법은, 운항 중인 본선과 타선의 정보획득 단계; 본선의 지그재그(Zig-Zag) 경로 데이터를 획득하는 단계;제어지연에 따른 지그재그 경로의 추정 단계; 지그재그 경로 데이터(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000001
)를 이용하여 지그재그 정점 사이의 범위(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000002
)를 경도 차이와 위도 차이의 쌍(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000003
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000004
)을 이용한 하기 수식 1을 이용하여 도출하는 단계; 지그재그 경로 데이터(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000005
)를 이용하여 충돌회피가 요구되는 지그재그 범위의 평균거리(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000006
)를 하기 수식 2로 도출하고,평균방위(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000007
)는 수식 3으로 도출하는 단계:로 구성된 것을 그 특징으로 한다.
A method for calculating a heading range for collision avoidance using an analysis evaluation module of heading control performance according to control delay in remote control of an autonomous ship according to a preferred embodiment of the present invention for realizing the above object is Acquisition of information on the main line and other lines; Obtaining zigzag (Zig-Zag) path data of the main line; Estimating the zigzag path according to the control delay; zigzag path data (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000001
) using the range between zigzag vertices (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000002
) as a pair of longitude and latitude differences (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000003
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000004
Deriving using Equation 1 using ); zigzag path data (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000005
), the average distance of the zigzag range requiring collision avoidance (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000006
) is derived by Equation 2 below, and the average orientation (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000007
) is characterized in that it consists of: a step derived by Equation 3.
[수식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2022008625-appb-I000008
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000008
,
여기서,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000009
Figure PCTKR2022008625-appb-I000010
은 시간
Figure PCTKR2022008625-appb-I000011
와 시간
Figure PCTKR2022008625-appb-I000012
사이의 지그재그 경로의 분 단위 경도차를 나타내고,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000013
Figure PCTKR2022008625-appb-I000014
는 시간
Figure PCTKR2022008625-appb-I000015
와 시간
Figure PCTKR2022008625-appb-I000016
사이의 지그재그 경로의 분 단위 위도차를 나타냄,
here,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000009
and
Figure PCTKR2022008625-appb-I000010
silver time
Figure PCTKR2022008625-appb-I000011
with time
Figure PCTKR2022008625-appb-I000012
represents the longitude difference in minutes of the zigzag path between
Figure PCTKR2022008625-appb-I000013
and
Figure PCTKR2022008625-appb-I000014
time
Figure PCTKR2022008625-appb-I000015
with time
Figure PCTKR2022008625-appb-I000016
represents the latitude difference in minutes of the zigzag path between
[수식 2][Equation 2]
Figure PCTKR2022008625-appb-I000017
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000017
,
여기서,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000018
는 지그재그 범위의 평균거리이고,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000019
Figure PCTKR2022008625-appb-I000020
은 미터 단위로 변환된 본선 초기위치를 나타내고,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000021
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000022
은 미터 단위로 변환된 지그재그 경로의 평균위치를 나타낸 것임.
here,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000018
is the average distance of the zigzag range,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000019
and
Figure PCTKR2022008625-appb-I000020
represents the initial position of the main line converted to meters,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000021
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000022
is the average position of the zigzag path converted to meters.
[수식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2022008625-appb-I000023
Figure PCTKR2022008625-appb-I000023
본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 운항 중인 본선과 타선의 정보획득 단계에 있어서, 상기 본선과 타선의 정보에서 정보는,As a preferred feature of the present invention, in the step of acquiring information of the main ship and other ships in operation, the information in the information of the main ship and other ships,
지피에스(Global Positioning System) 또는 레이더(Radar)를 이용하여 획득한 본선의 위치와; 지피에스에서 제공하는 그리니치 평균시(Greenwich Mean Time, GMT)을 통해 획득한 시간과; 스피드로그(Speed Log)를 이용하여 획득한 본선의 속도와; 자이로컴퍼스(Gyrocompass)로 획득한 본선의 방위와; 타각지시장치(Rudder Indicator)를 통해서 획득한 본선의 타각과; 원격제어 시작시간과 본선제어 시작시간 사이의 차이를 이용하여 획득한 제어지연시간 정보 중 어느 하나 또는 하나 이상으로 이루어진 것에 있다.The position of the main ship obtained using GPS (Global Positioning System) or radar; time obtained through Greenwich Mean Time (GMT) provided by GPS; The speed of the main line obtained using the speed log; the direction of the main ship acquired by the gyrocompass; The rudder angle of the main line acquired through the rudder indicator; It consists of any one or more than one of the control delay time information obtained by using the difference between the remote control start time and the main ship control start time.
본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 운항 중인 본선과 타선의 정보획득 단계에 있어서, 상기 타선의 정보는 시간, 방위, 속력, 위치 중 어느 하나 또는 하나 이상으로 이루어지며 본선에 설치되어 있는 자동위치식별장치(Automatic Identification System, AIS)를 통해 획득되는 것에 있다.As another preferred feature of the present invention, in the step of obtaining information on the main ship and other ships in operation, the information on the other ships consists of any one or more of time, direction, speed, and location, and automatic location identification installed on the main ship It is in what is obtained through the device (Automatic Identification System, AIS).
본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 본선의 지그재그(Zig-Zag) 경로 데이터를 획득하는 단계에서, 상기 지그재그 경로 데이터는, Zig-Zag 10°- 10° Test: 본선 속력 10 노트(kt)에서, 타를 우현(Stb'd) 10°로 주고 선수방위가 10°가 될 때 타를 좌현(Port) 10°로 주고, 350°가 될 때 타를 우현(Stb'd) 10°로 주는 절차를 반복하여 측정하거나;, 또는 Zig-Zag 20°- 20° Test: 본선 속력 10 노트에서, 타를 우현(Stb'd) 20°로 주고 선수방위가 20°가 될 때 타를 좌현(Port) 20°로 주고, 340°가 될 때 타를 우현(Stb'd) 20°로 주는 절차를 반복하여 측정하거나;, 또는 Zig-Zag 35°- 35° Test: 본선 속력 10 노트에서, 타를 우현(Stb'd) 35°로 주고 선수방위가 35°가 될 때 타를 좌현(Port) 35°로 주고, 325°가 될 때 타를 우현(Stb'd) 35°로 주는 절차를 반복하여 측정하는 방법 중 어느 하나 또는 하나 이상으로 이루어지는 것에 있다.As another preferred feature of the present invention, in the step of obtaining the zig-zag route data of the main ship, the zig-zag route data is Zig-Zag 10 ° - 10 ° Test: at the main ship speed of 10 knots (kt) , The procedure for giving the rudder to starboard (Stb'd) 10°, giving the rudder to port (Port) 10° when the heading is 10°, and giving the rudder to starboard (Stb'd) 10° when the heading is 350° or Zig-Zag 20°- 20° Test: At 10 knots main speed, give the rudder to the starboard (Stb'd) 20° and when the heading is 20°, the port to be steered or Zig-Zag 35°- 35° Test: At 10 knots main speed, the rudder is to starboard. (Stb'd) 35°, when the heading is 35°, the rudder is given to the port side (Port) 35°, and when the heading is 325°, the rudder is given the starboard (Stb'd) 35°. It consists of any one or more than one of the methods of doing.
본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 제어지연에 따른 지그재그 경로의 추정 단계는 상기 본선의 지그재그(Zig-Zag) 경로 데이터를 이용하여 3종 러더 각도(10°, 20°, 35°)와 4종 제어지연(0초, 30초, 60초, 90초)의 조합으로 구성된 하기 수식 4를 이용하여 추정하는 과정을 더 포함하여 구성되는 것에 있다.As another preferred feature of the present invention, the step of estimating the zigzag path according to the control delay is performed by using the Zig-Zag path data of the main ship to determine three types of rudder angles (10 °, 20 °, 35 °) and 4 It is configured to further include a process of estimating using Equation 4 consisting of a combination of species control delays (0 sec, 30 sec, 60 sec, 90 sec).
[수식 4][Formula 4]
Figure PCTKR2022008625-appb-I000024
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000024
,
여기서,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000025
Figure PCTKR2022008625-appb-I000026
의 벡터 데이터를 나타낸 것으로,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000027
은 3종의 지그재그 러더 각도(10°, 20°, 35°) 인덱스를 나타내고,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000028
은 4종의 제어지연시간(0초, 30초, 60초, 90초) 인덱스를 나타내고,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000029
(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000030
는 측정에 걸린 최종 시간)는 측정 시간의 인덱스를 나타낸 것임.
here,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000025
Is
Figure PCTKR2022008625-appb-I000026
It represents the vector data of
Figure PCTKR2022008625-appb-I000027
represents three types of zigzag rudder angle (10 °, 20 °, 35 °) index,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000028
represents the index of four types of control delay time (0 sec, 30 sec, 60 sec, 90 sec),
Figure PCTKR2022008625-appb-I000029
(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000030
is the final time taken for the measurement) represents the index of the measurement time.
본 발명에 따른 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법은, 실제 선박에서의 제어지연 현상 발생시 자율운항선박의 항로이탈을 방지하고, 다른 선박과의 충돌을 예방하여 자율운항선박의 안전항해를 확보할 수 있고, 제어지연에 의해 발생할 수 있는 충돌회피를 국제해사기구(IMO)의 COLREGs에 명시된 충돌회피 규정에 의거하여 구현할 수 있는 원천기술을 확보할 수 있으며, 또한 제어지연에 의한 충돌 위치와 시간을 예측할 수 있는 자율운항선박의 원격제어 시스템에 관한 상용화 기술을 확보할 수 있는 이점이 기대된다.The method for calculating the heading range for collision avoidance using the analysis and evaluation module of the heading control performance according to the control delay in the remote control of the autonomous ship according to the present invention In accordance with the collision avoidance regulations specified in COLREGs of the International Maritime Organization (IMO), It is possible to secure source technology that can be implemented, and also to secure commercialization technology for the remote control system of autonomous ships that can predict the location and time of collision due to control delay.
또한, 현재 적용되고 있는 국제해상충돌규칙을 준용하여 적용될 수 있음에 따라 새로운 규정의 도입 없이도 현재 운항 중인 선박을 자율운항선박으로 개조하거나 또는 향후 자율운항선박으로 규정된 선박에 대해서 적용하여 운용이 가능하므로 기술의 적용 자유도가 높은 이점이 기대된다.In addition, as it can be applied by applying the currently applied International Rules for Collisions at Sea mutatis mutandis, it is possible to convert a vessel currently in operation into an autonomous vessel without introducing a new regulation, or to apply and operate a vessel regulated as an autonomous vessel in the future. Therefore, the advantage of a high degree of freedom in application of the technology is expected.
또한, 자율운항선박의 충돌로 인한 심각한 손상과 그에 따른 환경오염과 경제적인 손실을 방지할 수 있는 유용한 효과가 기대된다.In addition, it is expected to have a useful effect of preventing serious damage caused by collisions of autonomous ships and consequent environmental pollution and economic loss.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be interpreted in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.
도 1은 본 발명에 의한 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법을 도시화한 도면,1 is a diagram illustrating a method for calculating a heading range for collision avoidance using an analysis evaluation module of heading control performance according to control delay in remote control of an autonomous ship according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 선수방위 제어성능의 분석과 평가 절차를 나타낸 순서도,Figure 2 is a flow chart showing the analysis and evaluation procedure of the heading control performance according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 제어변수 분석 결과(선박 A; 타각 10도)를 나타낸 모식도,3 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship A; rudder angle 10 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 제어변수 분석 결과(선박 A; 타각 20도)를 나타낸 모식도,4 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship A; rudder angle 20 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 5는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 제어변수 분석 결과(선박 A; 타각 35도)를 나타낸 모식도,5 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship A; rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 6은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 제어변수 분석 결과(선박 B; 타각 10도)를 나타낸 모식도,6 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship B; rudder angle 10 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 7은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 제어변수 분석 결과(선박 B; 타각 20도)를 나타낸 모식도,7 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship B; rudder angle 20 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 8은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 제어 변수 분석 결과(선박 B; 타각 35도)를 나타낸 모식도,8 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship B; rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 9는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 제어변수 분석 결과(선박 C; 타각 10도)를 나타낸 모식도,9 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship C; rudder angle 10 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 10는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 제어변수 분석 결과(선박 C; 타각 20도)를 나타낸 모식도,10 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship C; rudder angle 20 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 11는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 제어변수 분석 결과(선박 C; 타각 35도)를 나타낸 모식도,11 is a schematic diagram showing the control variable analysis result (ship C; rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 12은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 분석 결과(선박 A, 타각 10도)를 나타낸 모식도,12 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve according to the control delay according to the present invention (ship A, rudder angle 10 degrees);
도 13는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 분석 결과(선박 A, 타각 20도)를 나타낸 모식도,13 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve according to the control delay according to the present invention (ship A, rudder angle 20 degrees);
도 14은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 분석 결과(선박 A, 타각 35도)를 나타낸 모식도,14 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve (ship A, rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 15는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 분석 결과(선박 B, 타각 10도)를 나타낸 모식도,15 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve according to the control delay according to the present invention (ship B, rudder angle 10 degrees);
도 16는 본 발명에 의한제어지연에 따른 지그재그 곡선의 분석 결과(선박 B, 타각 20도)를 나타낸 모식도,16 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve (ship B, rudder angle 20 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 17은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 분석 결과(선박 B, 타각 35도)를 나타낸 모식도,17 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve (ship B, rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 18은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 분석 결과(선박 C, 타각 10도)를 나타낸 모식도,18 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve (ship C, rudder angle 10 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 19은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 분석 결과(선박 C, 타각 20도)를 나타낸 모식도,19 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve (ship C, rudder angle 20 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 20는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 분석 결과(선박 C, 타각 35도)를 나타낸 모식도,20 is a schematic diagram showing the analysis result of the zigzag curve (ship C, rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 21은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 평가 결과(선박 A, 타각 10도)를 나타낸 모식도,21 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range according to the control delay according to the present invention (ship A, rudder angle 10 degrees);
도 22은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 평가 결과(선박 A, 타각 20도)를 나타낸 모식도,22 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range according to the control delay according to the present invention (ship A, rudder angle 20 degrees);
도 23는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 평가 결과(선박 A, 타각 35도)를 나타낸 모식도,23 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range according to the control delay according to the present invention (ship A, rudder angle 35 degrees);
도 24은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 평가 결과(선박 A)를 나타낸 모식도,24 is a schematic diagram showing the distance and azimuth evaluation result (ship A) of the zigzag average range according to the control delay according to the present invention;
도 25는 본 발명에 의한 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 관계의 평가 결과(선박 A)를 나타낸 모식도,25 is a schematic diagram showing the evaluation result (ship A) of the distance and orientation relationship of the zigzag average range according to the present invention;
도 26는 본 발명에 의한제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 평가 결과(선박 B, 타각 10도)를 나타낸 모식도,26 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range according to the control delay according to the present invention (ship B, rudder angle 10 degrees);
도 27은 본 발명에 의한제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 평가 결과(선박 B, 타각 20도)를 나타낸 모식도,27 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range (ship B, rudder angle 20 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 28은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 평가 결과(선박 B, 타각 35도)를 나타낸 모식도,28 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range (ship B, rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 29은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 평가 결과(선박 B)를 나타낸 모식도,29 is a schematic diagram showing the distance and azimuth evaluation result (ship B) of the zigzag average range according to the control delay according to the present invention;
도 30는 본 발명에 의한 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 관계의 평가 결과(선박 B)를 나타낸 모식도,30 is a schematic diagram showing the evaluation result (ship B) of the distance and azimuth relationship of the zigzag average range according to the present invention;
도 31은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 평가 결과(선박 C, 타각 10도)를 나타낸 모식도,31 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range (ship C, rudder angle 10 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 32은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 평가 결과(선박 C, 타각 20도)를 나타낸 모식도,32 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range (ship C, rudder angle 20 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 33는 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 평가 결과(선박 C, 타각 35도)를 나타낸 모식도,33 is a schematic diagram showing the evaluation result of the zigzag average range (ship C, rudder angle 35 degrees) according to the control delay according to the present invention;
도 34은 본 발명에 의한 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 평가 결과(선박 C)를 나타낸 모식도,34 is a schematic diagram showing the distance and azimuth evaluation result (ship C) of the zigzag average range according to the control delay according to the present invention;
도 35는 본 발명에 의한 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 관계의 평가 결과(선박 C)를 나타낸 모식도.Fig. 35 is a schematic diagram showing evaluation results (ship C) of the relationship between distance and orientation in the zigzag average range according to the present invention.
도 36는 본 발명에 따른 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법의 구성을 설명하기 위한 블록도.36 is a block diagram for explaining the configuration of a method for calculating a heading range for collision avoidance using an analysis evaluation module for heading control performance according to control delay in remote control of an autonomous ship according to the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it is not intended to limit the present invention to a specific disclosure, and it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In this application, terms such as "comprise" or "having" are intended to designate that a feature, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features, steps, or operations However, it should be understood that it does not preclude in advance the possibility of the presence or addition of components, parts, or combinations thereof. That is, throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Here, repeated descriptions, well-known functions that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, and specific descriptions of configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.
도 1 내지 도 36는 본 발명에 따른 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법을 설명하기 위한 도면으로서 본 발명의 주요한 기술적 특징은 다음과 같다.1 to 36 are diagrams for explaining a method for calculating a heading range for collision avoidance using an analysis evaluation module for heading control performance according to control delay in remote control of an autonomous ship according to the present invention. Technical features include:
1) 운항 중인 본 선박의 정보 획득(선박의 크기, 종류, 속도, 제어지연시간 등) 및 상대 선박의 가상정보 추정반영 또는 실제 상대 선박의 정보획득(선박의 위치, 속도, 크기, 거리, 타각 등의 정보) 과정1) Acquisition of information of the vessel in operation (size, type, speed, control delay time, etc.) of the vessel and reflection of estimated virtual information of the other vessel or actual information of the other vessel (position, speed, size, distance, steering angle of the vessel) etc.) process
2) 본 선박의 지그재그 경로에 따른 경로데이터 획득과정2) Route data acquisition process according to the zigzag route of the ship
3) 제어지연 시간(일례, 1초~60초) 간격마다 변하는 선박의 타각, 선수방위, 선회비율, 선박의 속력 변화에 따른 선박의 추정경로 획득과정,3) The process of acquiring the ship's estimated route according to the changes in the steering angle, heading, turning ratio, and speed of the ship, which change every interval of control delay time (eg, 1 second to 60 seconds);
4) 제어지연에 의하여 변할 수 있는 지그재그 경로의 두 요소인 경로의 정점과 정점 사이의 거리를 시각적으로 분석하기 위한 지그재그 경로 가시화 과정,4) A zigzag path visualization process for visually analyzing the distance between the vertices of the path, which are two elements of the zigzag path that can be changed by control delay,
5) 지그재그 평균범위의 거리와 평균 범위의 방위를 계산하고, 충돌회피를 위한 제어시간을 산출하는 과정을 포함한다.5) It includes the process of calculating the distance of the zigzag average range and the bearing of the average range, and calculating the control time for collision avoidance.
특히, 본 발명은 본선의 평균 지그재그 경로의 범위 추정이 목적임으로 가상 상대 선박에 대한 변수 추정을 필요로 하지 않는다.In particular, since the purpose of the present invention is to estimate the range of the average zigzag path of the main vessel, it does not require variable estimation for the virtual opponent vessel.
한편, 본 발명에서 선수방위 제어성능 평가개념을 설명하면, 선수방위 제어성능(heading control performance)은 국제해사기구(IMO)에서 규정한 국제표준에 의거하여 지그재그(Zig-Zag) 경로가 이용되어 평가되며, 국제표준에 의하면 주어진 타각에 대해서 설계된 지그재그 경로의 위치와 정점(overshoot)은 일정하게 유지되어야 하고, 지그재그 경로의 변화 범위와 정점 위치가 변하면 원격제어자는 선박의 위치 추정에 실패하여 다른 선박과 충돌하거나 항로를 벗어나게 되므로 설계된 지그재그 경로의 위치와 정점은 환경이 변하더라도 일정하게 유지되어야 한다. 그러나 제어지연에 의해서 지그재그 경로의 위치와 정점은 달라질 수 있다.On the other hand, if the present invention describes the heading control performance evaluation concept, the heading control performance is evaluated by using a zig-zag path based on the international standard defined by the International Maritime Organization (IMO) According to the international standard, the position and overshoot of the zigzag path designed for a given rudder angle must be kept constant. Because they collide or deviate from their course, the position and apex of the designed zigzag path must remain constant even if the environment changes. However, the location and apex of the zigzag path can be changed by the control delay.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the composition of the heading range calculation method for collision avoidance using the analysis evaluation module of the heading control performance according to the control delay in the remote control of the autonomous ship according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. .
먼저, 도 36에 나타낸 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법의 구성을 설명하기 위한 블록도를 참조하여 기술의 개요를 정리하면 다음과 같다.First, with reference to the block diagram for explaining the configuration of the heading range calculation method for collision avoidance using the analysis evaluation module of the heading control performance according to the control delay in the remote control of the autonomous ship shown in FIG. 36, the outline of the technology To summarize, it is as follows.
단계 1(Step 1)은 운항 중인 본선과 타선의 정보획득 단계이다.Step 1 (Step 1) is the stage of acquiring information on the main ship and other ships in operation.
본선의 위치는 지피에스(Global Positioning System) 또는 레이더(Radar)를 이용하여 획득하고, 시간은 지피에스에서 제공하는 그리니치평균시(Greenwich Mean Time, GMT)를 이용한다. 본선의 속력은 스피드로그(Speed Log)를 이용하여 획득하고, 본선의 방위는 자이로컴퍼스(Gyrocompass)를 이용하여 획득한다. 아울러 타각 정보는 타각지시장치(Rudder Indicator)를 통해서 획득한다. 제어지연(시간)은 원격제어 시작시간과 본선제어 시작시간 사이의 차이를 이용하여 획득하는데, 본 발명에서는 별도의 장치를 이용하여 제어지연(시간)을 측정할 수 있는 것으로 가정한다.The position of the main ship is obtained using GPS (Global Positioning System) or radar, and the time uses Greenwich Mean Time (GMT) provided by GPS. The speed of the main ship is obtained using a speed log, and the bearing of the main ship is obtained using a gyrocompass. In addition, rudder angle information is acquired through a rudder indicator. The control delay (time) is obtained using the difference between the remote control start time and the main ship control start time. In the present invention, it is assumed that the control delay (time) can be measured using a separate device.
한편, 타선의 다양한 정보(시간, 방위, 속력, 위치)는 본선에 설치되어 있는 자동위치식별장치(Automatic Identification System, AIS)를 이용하여 획득한다.On the other hand, various information (time, direction, speed, location) of other ships is acquired using the Automatic Identification System (AIS) installed on the main ship.
단계 2(Step 2)는 본선의 지그재그(Zig-Zag) 경로 데이터를 획득하는 단계이다. Step 2 is a step of obtaining Zig-Zag route data of the main line.
지그재그 경로 데이터는 선박조종시뮬레이터 또는 수치시뮬레이션을 이용하여 획득할 수 있다. 본 발명에서는 선박조종시뮬레이터를 이용하여 획득하였다. 획득 방법은 국제해사기구(IMO)에 규정된 지그재그 테스트 성능표준을 적용하였는데, 이 방법은 일정한 타각(예를 들어, 10도, 20도, 35도 등)을 타의 좌측과 우측으로 번갈아 주고 이때 변화되는 본선 경로를 측정하는 것이다. 본 발명에서는 다음의 세 가지 테스트를 이용하여 지그재그 경로를 획득하였다.Zigzag path data can be obtained using a ship steering simulator or numerical simulation. In the present invention, it was obtained using a ship steering simulator. As for the acquisition method, the zigzag test performance standard prescribed by the International Maritime Organization (IMO) was applied. It is to measure the main line path that becomes. In the present invention, the zigzag path was obtained using the following three tests.
1) Zig-Zag 10°- 10° Test: 본선 속력 10 노트(kt)에서, 타를 우현(Stb'd) 10°로 주고 선수방위가 10°가 될 때 타를 좌현(Port) 10°로 주고, 350°가 될 때 타를 우현(Stb'd) 10°로 주는 절차를 반복하여 측정1) Zig-Zag 10°- 10° Test: At the ship's speed of 10 knots (kt), the rudder is given at 10° to starboard (Stb'd) and when the heading is 10°, the rudder is set to 10° to port. and measured by repeating the procedure of giving the rudder to starboard side (Stb'd) 10° when it becomes 350°
2) Zig-Zag 20°- 20° Test: 본선 속력 10 노트에서, 타를 우현(Stb'd) 20°로 주고 선수방위가 20°가 될 때 타를 좌현(Port) 20°로 주고, 340°가 될 때 타를 우현(Stb'd) 20°로 주는 절차를 반복하여 측정2) Zig-Zag 20°- 20° Test: At the ship's speed of 10 knots, give the rudder to starboard (Stb'd) 20°, and when the heading is 20°, give the rudder to port (20°), 340 ° is measured by repeating the procedure giving the rudder to starboard (Stb'd) 20°
3) Zig-Zag 35°- 35° Test: 본선 속력 10 노트에서, 타를 우현(Stb'd) 35°로 주고 선수방위가 35°가 될 때 타를 좌현(Port) 35°로 주고, 325°가 될 때 타를 우현(Stb'd) 35°로 주는 절차를 반복하여 측정3) Zig-Zag 35°- 35° Test: At the ship's speed of 10 knots, give the rudder to starboard (Stb'd) 35° and when the heading is 35°, give the rudder to port (35°) 35°, 325 ° is measured by repeating the procedure to give the rudder to starboard (Stb'd) 35° when
상기 지그재그 경로 데이터 획득을 위한 알고리듬은 다음과 같다.An algorithm for acquiring the zigzag path data is as follows.
Step 1 : 지그재그 테스트에 적용할 좌현과 우현 타각을 설정한다.Step 1 : Set the port and starboard rudder angles to be applied to the zigzag test.
Set Stb'd Zig-Zag Rudder Angle; S_Rudder_Angle(우현 타각)Set Stb'd Zig-Zag Rudder Angle; S_Rudder_Angle (starboard rudder angle)
Set Port Zig-Zag Rudder Angle; P_Rudder_Angle(좌현 타각)Set Port Zig-Zag Rudder Angle; P_Rudder_Angle (port rudder angle)
Step 2 : 지그재그 테스트에 적용할 좌현과 우현 선수방위를 설정한다.Step 2 : Set the port and starboard headings to be applied to the zigzag test.
Set Stb'd side Heading; S_Heading(우현 측 방위)Set Stb'd side Heading; S_Heading (starboard heading)
Set Port side Heading; P_Heading(좌현 측 방위)Set Port side Heading; P_Heading (port side heading)
Step 3 : 현재 본선의 위치와 선수방위, 타각, 선회율(ROT), 속력 등을 본선의 다양한 항해장비에서 획득한다.Step 3 : Acquire current ship's position, heading, rudder angle, rate of turn (ROT), speed, etc. from various navigation equipment on board.
Get Position of Own ship; PSN(Latitude, Longitude)Get Position of Own ship; PSN (Latitude, Longitude)
Get Current Heading of Own ship; Current_HeadingGet Current Heading of Own ship; Current_Heading
Get Current ROT of Own Ship ; Order_Rudder_AngleGet Current ROT of Own Ship ; Order_Rudder_Angle
Get Current Speed of Own Ship ; SPDGet Current Speed of Own Ship ; SPD
Get Current Rate of Turn(ROT) of Own Ship ; ROTGet Current Rate of Turn (ROT) of Own Ship ; ROT
Step 4 : 초기 명령 타각을 설정한다.Step 4 : Set the initial command angle.
Set Ordered Rudder Angle; Order_Rudder_AngleSet Ordered Rudder Angle; Order_Rudder_Angle
Order_Rudder_Angle = S_Rudder_Angle;Order_Rudder_Angle = S_Rudder_Angle;
Step 5 : IMO의 표준성능 규정에 의거하여 지그재그 테스트를 시간 t=1에서 t=T(T는 테스트 종료될 때까지의 시간)까지 실행하는데, 3종 러더각도(10°, 20°, 35°) 그리고 4 종의 지연 시간(0초, 30초, 60초, 90초)의 조합 각각에 대해서 실행한다. 이러한 지연시간은 시간 t에서의 명령타각을 지연시간(시간 t + 지연시간 Del)만큼 지연시키도록 작용한다.Step 5: In accordance with the standard performance regulations of IMO, the zigzag test is executed from time t=1 to t=T (T is the time until the test is finished), and three types of rudder angles (10°, 20°, 35° ) and each combination of the four delay times (0 sec, 30 sec, 60 sec, 90 sec) is executed. This delay time serves to delay the command timing at time t by the delay time (time t + delay time Del).
for Del = 1 : 4for Del = 1 : 4
if Del == 1 ; Del_time = 0; endif Del == 1 ; Del_time = 0; end
if Del == 2 ; Del_time = 30; endif Del == 2 ; Del_time = 30; end
if Del == 3 ; Del_time = 60; endif Del == 3 ; Del_time = 60; end
if Del == 4 ; Del_time = 90; endif Del == 4 ; Del_time = 90; end
for RA = 1 : 3 for RA = 1 : 3
if RA == 1 ; Rudder_Angle = 10; endif RA == 1 ; Rudder_Angle = 10; end
if RA == 2 ; Rudder_Angle = 20; endif RA == 2 ; Rudder_Angle = 20; end
if RA == 3 ; Rudder_Angle = 35; endif RA == 3 ; Rudder_Angle = 35; end
for t = 1 : Tfor t = 1: T
if Current_Heading(t) == S_Heading, then,if Current_Heading(t) == S_Heading, then,
Order_Rudder_Angle(t + Del_time) = P_Rudder_Angle ; endOrder_Rudder_Angle(t + Del_time) = P_Rudder_Angle ; end
Wait Current_Heading(t) == P_Heading ;Wait Current_Heading(t) == P_Heading ;
if Current_Heading(t) == P_Heading, then,if Current_Heading(t) == P_Heading, then,
Order_Rudder_Angle(t + Del_time) = S_Rudder_Angle ; endOrder_Rudder_Angle(t + Del_time) = S_Rudder_Angle ; end
Wait Current_Heading == S_Heading ;Wait Current_Heading == S_Heading ;
if Current_Heading(t) == S_Rudder_Angle, then,if Current_Heading(t) == S_Rudder_Angle, then,
Order_Rudder_Angle(t + Del_time) = P_Rudder_Angle ; endOrder_Rudder_Angle(t + Del_time) = P_Rudder_Angle ; end
endend
end end
endend
Step 6 : 상기 지그재그 테스트에서 시간(t)경과에 따라 발생한 본선 지그재그 경로의 위치와 선수방위 데이터 등을 획득한다.Step 6: Acquire the location of the main line zigzag route and heading data, etc., generated according to the lapse of time (t) in the above zigzag test.
시간 t에서 지그재그 경로 위치 데이터 ; PSN(Latitude, Longitude, t)zigzag path position data at time t; PSN (Latitude, Longitude, t)
시간 t에서 선수방위 데이터 ; Current_Heading(t)heading data at time t; Current_Heading(t)
시간 t에서 러더 각도 데이터 ; Order_Rudder_Angle(t)rudder angle data at time t; Order_Rudder_Angle(t)
시간 t에서 선회율(ROT) 데이터 ; ROT(t)Rate of Turn (ROT) data at time t; ROT(t)
시간 t에서 속력 데이터 ; SPD(t)speed data at time t; SPD(t)
단계 3(Step 3)은 제어지연에 따른 지그재그 경로의 추정 단계이다. 지그재그 경로는 상기 단계 2에서 획득된 시계열 데이터를 이용하여 3종 러더 각도(10°, 20°, 35°)와 4종 제어지연(0초, 30초, 60초, 90초)의 조합으로 구성된 다음 형태의 벡터 데이터로 추정하였다. Step 3 is the step of estimating the zigzag path according to the control delay. The zigzag path consists of a combination of 3 types of rudder angles (10°, 20°, 35°) and 4 types of control delays (0 sec, 30 sec, 60 sec, 90 sec) using the time series data obtained in step 2 above. It was estimated with vector data in the following form.
Figure PCTKR2022008625-appb-I000031
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000031
,
여기서,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000032
Figure PCTKR2022008625-appb-I000033
의 벡터 데이터를 나타낸 것으로,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000034
은 3종의 지그재그 러더 각도(10°, 20°, 35°) 인덱스를 나타내고,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000035
은 4종의 제어지연시간(0초, 30초, 60초, 90초) 인덱스를 나타내고,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000036
(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000037
는 측정에 걸린 최종 시간)는 측정 시간의 인덱스를 나타낸다.
here,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000032
Is
Figure PCTKR2022008625-appb-I000033
It represents the vector data of
Figure PCTKR2022008625-appb-I000034
represents three types of zigzag rudder angle (10 °, 20 °, 35 °) index,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000035
represents the index of four types of control delay time (0 sec, 30 sec, 60 sec, 90 sec),
Figure PCTKR2022008625-appb-I000036
(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000037
is the final time taken for the measurement) represents the index of the measurement time.
단계 4(Step 4)는 지그재그 경로 데이터(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000038
)를 이용하여 지그재그 정점 사이의 범위(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000039
)를 가시화하는 단계이다.
Step 4 is the zigzag path data (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000038
) using the range between zigzag vertices (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000039
) is a step to visualize.
지그재그 범위의 경로 가시화는 경도 차이와 위도 차이의 쌍(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000040
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000041
)을 이용하여 구현하였다. 계산식은 아래의 수식 1과 같다.
Path visualization of the zigzag range is a pair of longitude and latitude differences (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000040
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000041
) was implemented using The calculation formula is Equation 1 below.
[수식 1][Equation 1]
Figure PCTKR2022008625-appb-I000042
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000042
,
여기서,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000043
Figure PCTKR2022008625-appb-I000044
은 시간
Figure PCTKR2022008625-appb-I000045
와 시간
Figure PCTKR2022008625-appb-I000046
사이의 지그재그 경로의 분 단위 경도차를 나타내고,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000047
Figure PCTKR2022008625-appb-I000048
는 시간
Figure PCTKR2022008625-appb-I000049
와 시간
Figure PCTKR2022008625-appb-I000050
사이의 지그재그 경로의 분 단위 위도차를 나타낸다.
here,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000043
and
Figure PCTKR2022008625-appb-I000044
silver time
Figure PCTKR2022008625-appb-I000045
with time
Figure PCTKR2022008625-appb-I000046
represents the longitude difference in minutes of the zigzag path between
Figure PCTKR2022008625-appb-I000047
and
Figure PCTKR2022008625-appb-I000048
time
Figure PCTKR2022008625-appb-I000049
with time
Figure PCTKR2022008625-appb-I000050
represents the latitude difference in minutes of the zigzag path between
단계 5(Step 5)는 지그재그 경로 데이터(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000051
)를 이용하여 충돌회피가 요구되는 지그재그 범위의 평균거리와 평균방위를 도출하는 단계이다.
Step 5 is the zigzag path data (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000051
) is used to derive the average distance and average direction of the zigzag range that requires collision avoidance.
지그재그 범위의 평균거리(Lzz 또는
Figure PCTKR2022008625-appb-I000052
)는 본선 초기위치와 지그재그 경로의 평균위치를 이용하여 하기의 수식 2로 구하였다.
The average distance of the zigzag range (Lzz or
Figure PCTKR2022008625-appb-I000052
) was obtained by Equation 2 below using the initial position of the main line and the average position of the zigzag route.
[수식 2][Equation 2]
Figure PCTKR2022008625-appb-I000053
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000053
,
여기서,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000054
Figure PCTKR2022008625-appb-I000055
은 미터 단위로 변환된 본선 초기위치를 나타내고,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000056
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000057
은 미터 단위로 변환된 지그재그 경로의 평균위치를 나타낸다.
here,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000054
and
Figure PCTKR2022008625-appb-I000055
represents the initial position of the main line converted to meters,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000056
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000057
represents the average position of the zigzag path converted to meters.
아울러, 지그재그 범위의 평균방위(Azz 또는
Figure PCTKR2022008625-appb-I000058
)는 본선의 초기위치와 지그재그 경로의 평균위치를 이용하여 하기의 수식 3으로 구하였다.
In addition, the average bearing of the zigzag range (Azz or
Figure PCTKR2022008625-appb-I000058
) was obtained by Equation 3 below using the initial position of the main line and the average position of the zigzag route.
[수식 3][Formula 3]
Figure PCTKR2022008625-appb-I000059
Figure PCTKR2022008625-appb-I000059
상기 수식 2의 지그재그 범위의 평균거리(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000060
)와 수식 3의 평균방위(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000061
)의 조합(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000062
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000063
)을 이용하면 본선이 다른 선박과의 충돌을 회피하기 위한 가시적인 범위 또는 평균적인 범위를 도출할 수 있다. 그 이유는 방위와 거리의 조합을 이용하면 위치를 결정할 수 있기 때문이다.
The average distance of the zigzag range of Equation 2 (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000060
) and the average orientation of Equation 3 (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000061
), a combination of (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000062
,
Figure PCTKR2022008625-appb-I000063
), it is possible to derive the visible range or average range for the vessel to avoid collision with other vessels. The reason is that a combination of bearing and distance can be used to determine position.
그래서 본 발명에서 제안한 방법을 이용하면 제어지연 시 충돌회피가 필요한 본선 선수방위의 가시적인 범위와 평균범위를 도출하여 충돌회피에 적용할 수 있다.Therefore, by using the method proposed in the present invention, it is possible to derive the visible range and average range of the heading heading of the main course, which requires collision avoidance during control delay, and apply them to collision avoidance.
이하, 도면을 참조하여 앞서 설명한 본 발명의 주요한 기술적 특징을 이용한 실시 구성을 설명하기로 한다.Hereinafter, an implementation configuration using the main technical features of the present invention described above will be described with reference to the drawings.
먼저, 도 1은 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 평가 개념을 나타낸 것으로, 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명 개념의 핵심은 제어지연에 의해 변화될 수 있는 지그재그 경로를 이용하는 것으로, 지그재그 형태의 청색 실선(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000064
)은 선박이 지그재그로 조종되는 경우 발생되는 경로를 나타낸 것이다.
First, FIG. 1 shows the evaluation concept of the heading control performance according to the control delay. Referring to the drawings, the core of the concept of the present invention is to use a zigzag path that can be changed by the control delay. solid blue line (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000064
) represents the path generated when the ship is maneuvered in a zigzag pattern.
지그재그 경로의 좌우 범위는 주어진 타각에 의존하고, 지그재그 경로의 정점은 타각을 변경하기 시작한 위치에 의해서 결정되며, 제어지연이 발생하면 지그재그 경로의 정점 위치는 달라질 수 있다. 본 발명은 이러한 제어지연에 의해서 지그재그 경로의 정점 위치가 변동할 수 있음에 착안된 것이다.The left and right range of the zigzag path depends on the given rudder angle, and the apex of the zigzag path is determined by the position where the rudder angle starts to change. If a control delay occurs, the apex position of the zigzag path may change. The present invention focuses on the fact that the vertex position of a zigzag path can be changed by such a control delay.
본 발명에서 제안된 분석과 평가방법은 크게 세 가지 분석지표와, 세 가지평가지표가 이용되는 것을 제안한다.The analysis and evaluation method proposed in the present invention proposes to use three analysis indicators and three evaluation indicators.
1) 분석지표1: 네 가지 제어변수(타각, 선수방위, 선회의 비율, 속력)1) Analysis index 1: Four control variables (steering angle, heading bearing, turn ratio, speed)
분석방법 : 네 가지 제어변수의 제어지연에 의한 변화 양상을 통해서, 제어지연이 제어변수에 미치는 영향을 시각적으로 분석한다.Analysis method: Visually analyze the effect of control delay on control variables through the changes of the four control variables caused by control delay.
2) 분석지표 2: 지그재그 경로의 위치와 크기2) Analysis index 2: location and size of zigzag path
분석방법: 제어지연이 지그재그 경로의 위치와 크기에 미치는 영향을 시각적으로 분석한다.Analysis method: Visually analyze the effect of control delay on the location and size of the zigzag path.
3) 분석지표 3: 지그재그 범위(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000065
)의 크기와 형상
3) Analysis index 3: Zigzag range (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000065
) size and shape
분석방법: 제어지연이 지그재그 범위에 미치는 영향을 시각적으로 분석한다. 이 것을 통해서 지그재그 경로의 안정성이 파악된다.Analysis method: Visually analyze the effect of control delay on the zigzag range. Through this, the stability of the zigzag path is determined.
4) 평가지표 1: 선박초기위치와 가상중심점까지의 거리(Lzz)4) Evaluation index 1: Distance from the initial ship position to the virtual center point (Lzz)
평가방법: 제어지연에 따른 거리(Lzz)을 계산하여, 제어지연이 지그재그 경로의 평균 이동 범위의 거리에 미치는 영향을 정량적으로 평가한다.Evaluation method: By calculating the distance (Lzz) according to the control delay, the effect of the control delay on the distance of the average movement range of the zigzag path is quantitatively evaluated.
5) 평가지표 2: 선박초기위치와 가상중심점까지의 방위(Azz)5) Evaluation index 2: Azimuth (Azz) from the initial ship position to the virtual center point
평가방법: 제어지연에 따른 방위(Azz)을 계산하여, 제어지연이 지그재그 경로의 평균 이동 범위의 방위에 미치는 영향을 정량적으로 평가한다.Evaluation method: By calculating the bearing (Azz) according to the control delay, the effect of the control delay on the direction of the average moving range of the zigzag path is quantitatively evaluated.
6) 평가지표 3: Lzz 와 Azz 사이의 비례관계6) Evaluation index 3: Proportional relationship between Lzz and Azz
평가방법: 제어지연에 따른 Lzz 와 Azz 사이의 비례관계를 계산하여, 제어지연이 지그재그 범위에 미치는 영향을 정량적으로 평가한다.Evaluation method: By calculating the proportional relationship between Lzz and Azz according to the control delay, the effect of the control delay on the zigzag range is quantitatively evaluated.
이하, 도 2에 나타낸 선수방위 제어성능의 분석과 평가 절차를 나타낸 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the analysis and evaluation procedure of the heading control performance shown in FIG. 2 will be described with reference to the drawings.
Step 1 : 지그재그 경로 데이터 획득Step 1: Acquisition of zigzag path data
지그재그 경로 데이터 획득 방법에는 다음의 세 가지 방법을 제안한다.The following three methods are proposed for obtaining zigzag path data.
1) 실제 선박의 지그재그 경로 측정에 의한 획득 방법,1) Acquisition method by measuring zigzag path of actual ship,
2) 선박 모델이 이용된 수치 시뮬레이션에 의한 획득 방법,2) Acquisition method by numerical simulation using a ship model,
3) 선박조종 시뮬레이터가 이용된 획득 방법.3) Acquisition method using ship steering simulator.
덧붙여, 본 발명에서 의미하는 지그재그 경로 데이터는 위의 세 방법을 포함한 모든 방법이 이용되어 획득될 수 있는 데이터를 의미한다.In addition, the zigzag path data in the present invention means data that can be obtained by using all methods including the above three methods.
본 발명은 바람직한 실시례로서 지그재그 경로 데이터는 선박조종 시뮬레이터에 의해서 획득된 것을 이용하는 것을 제안하며, 이 시뮬레이션의 조건은 다음과 같이 3종의 선박과 4종의 제어지연시간 그리고 3종의 타각이 이용되었으며, 따라서 총 36종(3X4X3)의 지그재그 경로 데이터가 획득되었다.As a preferred embodiment, the present invention proposes to use data obtained by a ship steering simulator as zigzag path data, and the conditions for this simulation are three types of ships, four types of control delay time, and three types of steering angles as follows. Therefore, a total of 36 types (3X4X3) of zigzag path data were obtained.
먼저, 3종의 선박은 선박 종류와 크기에 따른 제어지연의 효과를 비교하기 위한 것이고, 4종의 제어지연과 3종의 타각은 제어지연에 의한 선수방위 제어성능의 영향을 분석 및 평가하기 위한 것이다.First, three types of ships are for comparing the effect of control delay according to ship type and size, and four types of control delay and three types of steering angle are for analyzing and evaluating the effect of heading control performance by control delay. will be.
상기 3종의 선박은 다음과 같다The above three types of ships are as follows
A, 컨테이너 선박(LOA, 347.0 m, 폭 42.8 m); (이하, '선박 A'라 함)A, container ship (LOA, 347.0 m, width 42.8 m); (hereinafter referred to as 'Vessel A')
B, 컨테이너 선박(LOA, 149.1m, 폭 22.5 m); (이하, '선박 B'라 함)B, container ship (LOA, 149.1 m, width 22.5 m); (Hereinafter referred to as 'Vessel B')
C, 실습선(LOA 133.0 m, 폭 19.4 m)(이하, '선박 C'라 함)C, practice ship (LOA 133.0 m, width 19.4 m) (hereinafter referred to as 'ship C')
상기 4종의 제어지연(초)는 0초(지연 없음을 의미), 30초, 60초, 90초로 설정하였다.The four types of control delay (seconds) were set to 0 seconds (meaning no delay), 30 seconds, 60 seconds, and 90 seconds.
상기 3종의 타각(도)는 10도, 20도, 35도로 설정하였다.The three types of steering angles (degrees) were set at 10 degrees, 20 degrees, and 35 degrees.
Step 2. 제어변수 가시화 Step 2. Control variable visualization
제어변수 가시화는 제어지연에 의하여 변하는 네 요소(타각, 선수방위, 선회비율, 선박의 속력)의 변화 양상을 시각적으로 분석하기 위한 것이다. 이 분석은 제어지연에 의한 제어변수들의 다양한 변화를 시각적으로 비교하기 위한 것이고, 아울러, 제어지연에 의해서 지그재그 경로가 변하는 이유를 설명하기 위한 것이다.Visualization of control variables is to visually analyze the changing aspects of the four factors (rudder angle, heading, turn ratio, and ship speed) that are changed by control delay. This analysis is to visually compare various changes of control variables due to control delay, and also to explain why the zigzag path changes due to control delay.
Step 3: 지그재그 경로 가시화Step 3: Visualize zigzag path
지그재그 경로 가시화는 제어지연에 의하여 변할 수 있는 지그재그 경로의 두 요소(경로의 정점과 정점 사이의 거리)를 시각적으로 분석하기 위한 것이다. 이 분석은 제어지연에 의해서 발생할 수 있는 다양한 형태의 지그재그 경로를 시각적으로 비교하기 위한 것이고, 아울러, 지그재그 경로의 정량적 평가결과의 타당성을 검증하기 위한 것이다.Zigzag path visualization is for visually analyzing two elements (distance between vertices of the path) of the zigzag path that can be changed by control delay. This analysis is to visually compare various types of zigzag paths that can be generated by control delay, and to verify the validity of the quantitative evaluation results of zigzag paths.
Step 4: 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 계산Step 4: Calculate the distance and bearing of the zigzag average range
지그재그 평균 범위의 거리와 방위는 제어지연에 의한 지그재그 경로의 변화를 평가위한 지표이다. 이 것의 거리는 제어지연에 따른 지그재그 경로의 이동 크기를 정량적으로 평가하기 위한 것이고, 이 것의 방위는 제어지연에 따른 지그재그 경로의 이동 방향을 정량적으로 평가하기 위한 것이다. 이 둘 지표는 본 발명에서 제안하는 방법을 평가하기 위한 핵심 평가지표이다.The distance and direction of the zigzag average range are indicators for evaluating the change of the zigzag path due to the control delay. The distance of this is to quantitatively evaluate the moving magnitude of the zigzag path according to the control delay, and the direction of this is to quantitatively evaluate the moving direction of the zigzag path according to the control delay. These two indicators are key evaluation indicators for evaluating the method proposed in the present invention.
이하, 도 3 및 도 4 그리고 도 5를 참조하여 선박 A(컨테이너 선박, LOA, 347.0 m, 폭 42.8 m)의 제어변수 분석결과를 설명하기로 한다.Hereinafter, the control variable analysis result of ship A (container ship, LOA, 347.0 m, width 42.8 m) will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
도 3, 4, 5는 세 가지 타각 즉, 10도, 20도, 35도에 의해 지그재그 조종이 실시될 때 측정한 제어변수의 분석결과를 나타낸 것으로, 도 3을 예로 들어 설명한다.3, 4, and 5 show analysis results of control variables measured when zigzag steering is performed by three steering angles, that is, 10 degrees, 20 degrees, and 35 degrees, and FIG. 3 will be described as an example.
도 3에서 좌측 상단의 도면은 선박에 준 명령 타각(도)과 제어지연에 의한 응답 타각(도)을 나타낸 것이고, 우측 상단의 도면은 제어지연에 따른 선수방위(도) 변화를 나타낸 것이며, 좌측 하단 박스 도면은 제어지연에 따른 선회비율(Rate Of Turn, ROT)의 변화를 나타낸 것으로, ROT는 1분 당 선회각도(도/분)를 나타낸다. 4) 우측 하단 박스 도는 제어지연에 따른 선박의 속력(선속) 변화를 나타낸다. 아울러, 각 박스 도면에는 네 종류의 선들이 보이는데, 이 것은 지연시간 0초, 30초, 60초, 90초 등을 구분하기 위한 것으로, 각 선들의 의미는 우측 하단 도면에 대표적으로 나타냈다.In FIG. 3, the drawing at the top left shows the command steering angle (degree) given to the ship and the response steering angle (degree) by control delay, and the drawing at the top right shows the change in heading (degree) according to the control delay. The lower box diagram shows the change in the rate of turn (ROT) according to the control delay, and the ROT represents the turn angle per minute (degrees/minute). 4) The box at the bottom right shows the change in speed (vessel speed) of the ship according to the control delay. In addition, four types of lines are shown in each box drawing, which are for distinguishing delay times of 0 second, 30 seconds, 60 seconds, and 90 seconds, and the meaning of each line is shown representatively in the lower right figure.
도 3부터 도 5까지의 분석 결과를 종합하면 다음과 같다.The analysis results of FIGS. 3 to 5 are summarized as follows.
첫째, 제어지연에 따라서 명령 타각과 응답 타각 사이에는 일정 비율로 지연이 발생되는 경향을 확인할 수 있다.First, it can be confirmed that a delay occurs at a constant rate between the command steering angle and the response steering angle according to the control delay.
둘째, 선수방위는 제어지연에 따라 일정 비율로 지연됨을 확인할 수 있는데, 복잡한 형태로 나타남을 볼 수 있다.Second, it can be confirmed that the forward direction is delayed at a certain rate according to the control delay, and it can be seen that it appears in a complicated form.
셋째, ROT 는 제어지연에 따라 일정 비율로 지연되면서 비선형적으로 나타남을 확인할 수 있다.Third, it can be confirmed that the ROT appears nonlinearly as it is delayed at a constant rate according to the control delay.
넷째, 선속은 제어지연에 따라 일정 비율로 지연되면서 감소하는 경향을 볼 수 있다. 여기서, 선속은 선박 선회에 따른 타의 저항 증가로 인하여 감소된다. 모든 도면에서 선속이 감소됨을 볼 수 있다. 위의 분석 결과를 통해, 제어지연이 제어변수에 미치는 영향을 확인할 수 있는데, 이 것은 분석대상 지그재그 경로의 유효성 평가의 기초가 된다.Fourth, the ship speed tends to decrease while being delayed at a certain rate according to the control delay. Here, the ship's speed is reduced due to the increase in resistance of the rudder according to the turning of the ship. It can be seen in all figures that the line speed is reduced. Through the above analysis result, the effect of control delay on the control variable can be confirmed, which is the basis for evaluating the effectiveness of the zigzag path to be analyzed.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 선박 B(컨테이너 선박, LOA, 149.1m, 폭 22.5 m)의 제어변수 분석결과를 설명하기로 한다.Hereinafter, the control variable analysis result of ship B (container ship, LOA, 149.1 m, width 22.5 m) will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
도 6, 도 7, 도 8은 3종 타각(10도, 20도, 35도)에 대한 선박 B의 제어변수 분석 결과를 나타낸 것이며, 앞서 설명한 선박 A와 동일하다.6, 7, and 8 show the control variable analysis results of vessel B for three types of rudder angles (10 degrees, 20 degrees, and 35 degrees), and are the same as those of vessel A described above.
선박 B에서, 선박 A와 마찬가지로 제어지연에 따른 제어변수들의 변화를 볼 수 있다. 아울러, 선박 B의 제어변수 변동 경향과 선박 A의 제어변수 변동 경향은 서로 다르게 나타난다. 특히, 선박 B의 선속은 선박 A의 선속과 다르게 나타났다. 이러한 다름은 선종에 따른 수리역학 운동의 다름에 기인된 것이다.In vessel B, as in vessel A, changes in control variables according to control delay can be seen. In addition, the control variable variation tendency of ship B and the control variable variation tendency of vessel A are different from each other. In particular, the speed of ship B was different from that of ship A. This difference is due to the difference in hydraulic mechanics movement according to ship type.
이하, 도 9 내지 도 11을 참조하여, 선박 C(실습선, LOA 133.0 m, 폭 19.4 m)의 제어변수 분석결과를 설명하기로 한다. 도 9 및 도 10 및 도 11는 각각 타각 10도, 20도, 35도에 대한 선박 C의 제어변수 분석 결과를 나타낸 것으로, 세 도면의 설명은 앞서 설명한 선박 A와 동일하다.Hereinafter, with reference to Figs. 9, 10, and 11 show control variable analysis results of ship C for rudder angles of 10 degrees, 20 degrees, and 35 degrees, respectively, and descriptions of the three drawings are the same as those of ship A described above.
선박 C의 경우에도 선박 A와 다른 제어변수들의 변화 경향을 나타낸다. 특히, 선박 C의 선속은 선박 A의 선속과 달리, 증가와 감소 경향이 다르게 나타났다. 이러한 다름은 선종에 따른 수리역학 운동의 다름에 기인된 것이다.Even in the case of ship C, it shows the change tendency of control variables different from ship A. In particular, unlike the speed of ship A, the speed of ship C showed different increasing and decreasing tendencies. This difference is due to the difference in hydraulic mechanics movement according to ship type.
요약하면, 선박 A(LOA, 347 m)는 선박 B(LOA, 149.1 m) 그리고 선박 C(LOA, 133.0 m)와 비교하여 크고, 선박 B와 선박 C는 LOA가 유사하지만 서로 다른 형태의 선박종류이다. 위의 분석 결과, 세 선박들의 제어변수는 제어지연에 따라 서로 다르게 나타남이 확인되었다. 그 결과, 제어지연은 제어변수에 영향을 미치는 것으로 검증되었다.In summary, ship A (LOA, 347 m) is larger than ship B (LOA, 149.1 m) and ship C (LOA, 133.0 m), and ship B and ship C have similar LOA, but are different ship types. am. As a result of the above analysis, it was confirmed that the control variables of the three ships appeared differently according to the control delay. As a result, it was verified that the control delay affects the control variable.
이하, 상기 선박 A,선박 B, 선박 C의 지그재그 경로분석을 설명하기로 한다.Hereinafter, the zigzag path analysis of the vessel A, vessel B, and vessel C will be described.
먼저, 선박 A의 지그재그 경로는 도 12 및 도 13 및 도 14을 살펴보면, 4종의 제어지연(0초, 30초, 60초, 90초)에 따른 지그재그 경로의 시각화 결과를 나타낸 것으로, 도 12, 도 13, 도 14은 타각 10도, 타각 20도, 타각 35도 각각에 대한 시각화 결과를 나타낸다.First, the zigzag path of ship A is shown in FIGS. 12, 13, and 14, showing the visualization results of the zigzag path according to four types of control delays (0 sec, 30 sec, 60 sec, 90 sec), FIG. , 13 and 14 show visualization results for 10-degree, 20-degree, and 35-degree steering angles, respectively.
도 12을 예로 들어 설명하면, x-축과 y-축은 위도(Latitude)와 경도(Longitude)를 나타낸 것으로, 동경 128도와 북위 34도는 실험대상 해역을 나타낸다. 도면의 좌측 하단에 나타낸 흰색 작은 원은 선박의 초기 출발위치를 나타낸다. 선박의 초기 선수방위는 0도(즉, 지면의 위로 향하는 방향)이다. 네 개의 서로 다른 선들은 4종의 제어지연을 나타낸다. 초기 출발위치에서 이동한 선박은 제어지연에 해당하는 시간동안 제어되지 못하고, 아울러, 타각이 우현에서 좌현 또는 좌현에서 우현으로 변하는 경우에도 제어지연에 해당하는 시간동안 타각 역시 지연되어 적용된다. 지그재그 조종 결과는 선박 위치의 궤적으로 나타나는데, 이 궤적은 일정한 범위를 갖는 'S' 형태의 곡선으로 나타나고, 이러한 곡선을 '지그재그 곡선'이라 부른다.Referring to FIG. 12 as an example, the x-axis and the y-axis indicate latitude and longitude, and 128 degrees east longitude and 34 degrees north latitude indicate the experimental target sea area. The small white circle shown at the bottom left of the drawing represents the initial starting position of the ship. The vessel's initial heading is 0 degrees (i.e., up the ground). Four different lines represent the four types of control delay. The ship that has moved from the initial starting position cannot be controlled for a time corresponding to the control delay, and in addition, when the rudder angle changes from starboard to port or from port to starboard, the rudder angle is also delayed and applied during the time corresponding to the control delay. The result of the zigzag maneuver appears as a trajectory of the ship's position, and this trajectory appears as an 'S' shaped curve with a certain range, and this curve is called a 'zigzag curve'.
상기 도 12 내지 도 14에 나타난 지그재그 곡선의 분석결과는 다음과 같다.The analysis results of the zigzag curves shown in FIGS. 12 to 14 are as follows.
첫째. 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 정점 위치는 현저한 차이를 보인다.first. The apex position of the zigzag curve according to the control delay shows a significant difference.
둘째. 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 범위는 현저한 차이를 보인다.second. The range of the zigzag curve according to the control delay shows a significant difference.
셋째. 타각 10도(도 12)과, 타각 20도(도 13) 그리고 타각 30도(도 14)에서, 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 정점과 범위는 모두 현저한 차이를 보인다.third. At a steering angle of 10 degrees (FIG. 12), a steering angle of 20 degrees (FIG. 13), and a steering angle of 30 degrees (FIG. 14), the apex and range of the zigzag curve according to the control delay show significant differences.
위의 결과를 요약하면, 1) 제어지연에 의해서 지그재그 곡선의 정점 위치는 변한다. 2) 제어지연에 의해서 지그재그 곡선의 범위는 변한다. 3) 지그재그 곡선의 정점과 범위는 타각에 의해서 변한다. 따라서 지그재그 곡선의 정점과 범위는 제어지연과 타각에 의존하여 변하는 것이 확인되었다.To summarize the above results, 1) The position of the apex of the zigzag curve is changed by the control delay. 2) The range of the zigzag curve is changed by the control delay. 3) The apex and range of the zigzag curve change according to the steering angle. Therefore, it was confirmed that the apex and range of the zigzag curve change depending on the control delay and steering angle.
선박 B의 지그재그 경로를 도 15 및 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다.The zigzag path of ship B will be described with reference to FIGS. 15, 16 and 17.
도면에는 선박 B의 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 시각화 결과를 나타낸 것으로, 앞서 설명한 선박 A와 동일하다. 선박 B의 경우에도 선박 A에서 설명된 것과 동일한 결과가 나타남이 확인되었다.The drawing shows the visualization result of the zigzag curve according to the control delay of ship B, which is the same as that of ship A described above. In the case of vessel B, it was confirmed that the same results as those described in vessel A appeared.
선박 C의 지그재그 경로를 도 18 및 도 19 및 도 20를 참조하여 설명한다.The zigzag path of ship C will be described with reference to FIGS. 18, 19 and 20.
도 18 내지 도 20는 선박 C의 제어지연에 따른 지그재그 곡선의 시각화 결과를 나타낸 것으로, 세 도면의 설명은 선박 A의 그림들과 동일하다. 선박 C의 경우에도 선박 A또는 선박 B에 설명된 것과 동일한 결과가 나타남이 확인되었다.18 to 20 show the visualization results of the zigzag curve according to the control delay of ship C, and the description of the three drawings is the same as that of ship A. In the case of ship C, it was confirmed that the same results as those described for ship A or ship B appeared.
이상의 선박 A, 선박 B, 선박 C에서 관측된 지그재그 경로를 시각적으로 분석한 결과는 다음과 같이 요약되었다.The results of visual analysis of the zigzag paths observed in ships A, B, and C above are summarized as follows.
첫째, 제어지연이 증가할수록 그리고 타각이 커질수록 지그재그 경로는 점차 복잡한 형태로 나타났다.First, as the control delay increases and the steering angle increases, the zigzag path gradually becomes more complex.
둘째, 지그재그 경로는 선박의 종류와 크기에 따라 서로 다르게 형성된다.Second, the zigzag path is formed differently depending on the type and size of the vessel.
셋째, 지그재그 경로의 정점과 범위는 제어지연과 타각에 의존하여 변한다.Third, the apex and range of the zigzag path change depending on the control delay and steering angle.
그래서 본 발명에서 제안된 지그재그 경로의 시각적 분석방법은, 제어지연과 타각 증가에 따른 경로의 혼잡한 정도를 유효하게 분석할 수 있음이 확인되었다.Therefore, it was confirmed that the visual analysis method of the zigzag path proposed in the present invention can effectively analyze the degree of congestion of the path according to the increase in control delay and steering angle.
이하, 선박 A, 선박 B, 선박 C의 지그재그 범위 평가를 설명하기로 한다.Hereinafter, evaluation of the zigzag range of ship A, ship B, and ship C will be described.
먼저, 선박 A의 지그재그 범위를 도 21 내지 도 23를 참조하면, 4종의 제어지연(0초, 30초, 60초, 90초)에 따른 지그재그 범위의 시각화 결과를 나타낸 것으로, 도 21, 도 22, 도 23는 타각 10도, 타각 20도, 타각 35도 각각에 대한 시각화 결과를 나타낸다.First, referring to FIGS. 21 to 23 for the zigzag range of vessel A, the visualization results of the zigzag range according to four types of control delay (0 sec, 30 sec, 60 sec, 90 sec) are shown, FIG. 21 and FIG. 22 and 23 show the visualization results for the 10-degree, 20-degree, and 35-degree steering angles, respectively.
도 21 내지 도 23를 대표하여 도 21을 예로 들어 설명하면, X-축과 y-축은 분 단위로 나타낸 경도 차이(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000066
) 와 위도 차이(
Figure PCTKR2022008625-appb-I000067
)을 각각 나타낸다. 이 차이들은 대단히 작기 때문에 10000을 곱하여 나타낸 것이다. 여기서 위도와 경도의 차이는 선박의 초기 위치와 지그재그 경로의 평균 위치 사이의 차이가 계산된 것이다. 이 도에서 좌표 중심(0,0)은 선박의 초기 위치를 나타낸다.
Referring to FIG. 21 as an example representing FIGS. 21 to 23, the X-axis and the y-axis represent the hardness difference in minutes (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000066
) and latitude difference (
Figure PCTKR2022008625-appb-I000067
), respectively. These differences are so small that they are multiplied by 10000. Here, the difference between latitude and longitude is calculated as the difference between the initial position of the ship and the average position of the zigzag route. In this figure, the coordinate center (0,0) represents the initial position of the vessel.
지그재그 범위는 좌표 중심(0,0)으로부터 마치 부채꼴과 유사한 형태로 나타났는데, 이러한 형태는 'S' 형태의 지그재그 곡선이 사인파의 형태로 나타남에 기인된 것이다. 제어지연의 증가에 따라서 부채꼴의 범위가 증가될 뿐만 아니라 마치 닭 벼슬과 유사한 형태의 또 다른 범위가 증가됨이 보인다. 이러한 닭 벼슬과 유사한 형태의 범위는 지그재그 곡선이 복잡하게 변할수록 증가하는 것으로 보인다. 그래서 지그재그 범위를 이용한 평가 방법은 지그재그 곡선의 복잡한 정도를 효과적으로 평가할 수 있음이 확인되었다. 평가 결과는 다음과 같다.The zigzag range appeared in a form similar to a sector from the center of coordinates (0,0), and this form was due to the 'S'-shaped zigzag curve appearing in the form of a sine wave. As the control delay increases, not only the fan-shaped range increases, but also another range similar to a chicken comb increases. The range of these chicken comb-like shapes seems to increase as the zigzag curve becomes complex. Therefore, it was confirmed that the evaluation method using the zigzag range can effectively evaluate the complexity of the zigzag curve. The evaluation results are as follows.
첫째. 제어지연이 증가할수록 지그재그 범위는 증가할 뿐만 아니라 마치 닭 벼슬과 유사한 형태의 범위 역시 증가한다.first. As the control delay increases, not only the zigzag range increases, but also the range similar to a chicken comb increases.
둘째. 지그재그 범위는 타각이 증가할수록 증가한다.second. The zigzag range increases as the rudder angle increases.
위의 평가결과, 제어지연의 증가에 따라 복잡하게 형성되는 지그재그 경로는 지그재그 범위가 이용되어 효과적으로 평가될 수 있는 것으로 나타났다. 아울러, 지그재그 범위는 제어지연 증가와타각 증가에 따라서 증가되는 것으로 평가되었다.As a result of the above evaluation, it was found that the zigzag path, which is complicatedly formed according to the increase in control delay, can be effectively evaluated by using the zigzag range. In addition, it was evaluated that the zigzag range increased according to the increase of the control delay and the increase of the steering angle.
아울러, 도 24은 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 계산 결과를 나타낸다. 상단 박스 도면은 제어지연에 따른 거리를 나타내고, 하단 박스는 제어지연에 따른 방위를 나타낸다.In addition, FIG. 24 shows the distance and direction calculation results of the zigzag average range according to the control delay. The upper box diagram represents the distance according to the control delay, and the lower box represents the direction according to the control delay.
그리고 도 25는 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 사이의 관계를 나타낸다. 두 도에 대한 평가결과는 다음과 같다.And Fig. 25 shows the relationship between the distance and the orientation of the zigzag average range. The evaluation results for the two figures are as follows.
첫째. 제어지연이 증가할수록 그리고 타각이 증가할수록 거리는 감소한다.first. As the control delay increases and the steering angle increases, the distance decreases.
둘째, 제어지연이 증가할수록 그리고 타각이 증가할수록 방위 역시 감소한다.Second, as the control delay increases and the steering angle increases, the bearing also decreases.
셋째. 타각이 증가할수록 지그재그 평균 범위에 대한 거리와 방위의 조합은 감소한다.third. As the steering angle increases, the combination of distance and orientation for the zigzag average range decreases.
그래서, 제어지연이 증가할수록 그리고 타각이 증가할수록 지그재그 범위의 중심 위치는 초기 선박위치로 점차 이동되는 것으로 확인되었다. 이 것은 지그재그 경로의 복잡한 정도를 거리와 방위의 조합에 의해서 평가될 수 있음을 의미한다. 위의 평가결과, 제어지연의 증가에 따라 복잡하게 형성되는 지그재그 범위는 거리와 방위의 조합에 의해서 효과적으로 평가될 수 있는 것으로 나타났다.Therefore, it was confirmed that as the control delay increases and the rudder angle increases, the center position of the zigzag range gradually moves to the initial ship position. This means that the complexity of a zigzag path can be evaluated by a combination of distance and orientation. As a result of the above evaluation, it was found that the zigzag range, which is complexly formed according to the increase in control delay, can be effectively evaluated by the combination of distance and direction.
이하, 선박 B의 지그재그 범위를 도 26 내지 도 28을 참조하면, 앞서 설명한 선박 A에 설명된 도면들의 의미와 동일하다. 평가 결과, 선박 B 역시 선박 A와 동일한 결과가 나타남이 확인되었다. 즉, 제어지연이 증가할 수록 그리고 타각이 증가할수록 지그재그 범위는 증가하고, 지그재그 평균 범위의 중심위치는 점차 초기 선박위치로 이동한다.Hereinafter, referring to FIGS. 26 to 28 for the zigzag range of ship B, the meaning of the drawings described for ship A described above is the same. As a result of the evaluation, it was confirmed that vessel B also showed the same results as vessel A. That is, as the control delay increases and the rudder angle increases, the zigzag range increases, and the center position of the zigzag average range gradually moves to the initial ship position.
아울러, 도 29은 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 계산 결과를 나타낸 것으로, 도면내에서의 상단 박스는 제어지연에 따른 거리를 나타내고, 하단 박스는 제어지연에 따른 방위를 나타낸다.In addition, FIG. 29 shows the distance and direction calculation results of the zigzag average range according to the control delay. The upper box in the figure represents the distance according to the control delay, and the lower box represents the direction according to the control delay.
그리고 도 30는 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 사이의 관계를 나타낸다. 평가결과, 선박 B에 대한 두 도면에 대한 평가결과는 선박 A와 유사하게 나타났다.And Fig. 30 shows the relationship between the distance and the orientation of the zigzag average range. As a result of the evaluation, the evaluation results of the two drawings for ship B were similar to those of ship A.
이하 선박 C의 지그재그 범위를 도 31 내지 도 33를 참조하면, 앞서 설명한 선박 A에 설명된 도면들의 의미와 동일하다. 평가 결과, 선박 C 역시 선박 A와 유사한 결과가 나타남이 확인되었다. 즉, 제어지연이 증가할 수록 그리고 타각이 증가할수록 지그재그 범위는 증가하고, 지그재그 평균 범위의 중심위치는 점차 초기 선박위치로 이동한다. 한편 선박 C의 지그재그 범위는 선박 A 그리고 B와 비교하여 더 큰 특징을 보인다.Referring to FIGS. 31 to 33 for the zigzag range of ship C below, the meaning of the drawings described for ship A described above is the same. As a result of the evaluation, it was confirmed that vessel C also showed similar results to vessel A. That is, as the control delay increases and the rudder angle increases, the zigzag range increases, and the center position of the zigzag average range gradually moves to the initial ship position. On the other hand, the zigzag range of ship C shows a larger characteristic compared to ships A and B.
아울러, 도 34은 제어지연에 따른 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 계산 결과를 나타낸다. 도면에서 상단 박스는 제어지연에 따른 거리를 나타내고, 하단 박스는 제어지연에 따른 방위를 나타낸다. 그리고 도 35는 지그재그 평균 범위의 거리와 방위 사이의 관계를 나타낸다. 선박 C에 대한 두 도면에 대한 평가결과는 선박 A와 유사하게 나타났다.In addition, FIG. 34 shows the distance and direction calculation results of the zigzag average range according to the control delay. In the drawing, the upper box represents the distance according to the control delay, and the lower box represents the direction according to the control delay. And Fig. 35 shows the relationship between the distance and the orientation of the zigzag average range. The evaluation results of the two drawings for vessel C were similar to those of vessel A.
요약하면, 지그재그 범위에 대한 세 선박의 평가결과는 다음 같이 정리할 수 있다.In summary, the evaluation results of the three ships for the zigzag range can be summarized as follows.
첫째, 제어지연이 증가할수록 그리고 타각이 증가할수록 지그재그 범위는 증가한다.First, as the control delay increases and the steering angle increases, the zigzag range increases.
둘째, 제어지연이 증가할수록 그리고 타각이 증가할수록 지그재그 평균 범위의 중심위치는 점차 초기 선박위치로 이동한다. 그 결과, 제어지연은 지그재그 범위에 현저한 영향을 미치는 것으로 확인되었고, 그래서, 본 발명에서 제안된 지그재그 범위 평가 방법은 제어지연에 의한 선수방위 제어성능 평가에 유효하게 적용될 수 있음이 검증되었다.Second, as the control delay increases and the rudder angle increases, the center position of the zigzag average range gradually moves to the initial ship position. As a result, it was confirmed that the control delay has a significant effect on the zigzag range, and thus, it was verified that the zigzag range evaluation method proposed in the present invention can be effectively applied to the heading control performance evaluation by the control delay.
상기와 같은 구성되는 본 발명에 따른 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법을 종합적으로 정리하면, 제어지연에 의해 변동된 지그재그 경로가 이용된 것이며, 제어지연에 의해서 지그재그 경로는 다음 같이 변화되는 것으로 확인되었다.Comprehensively summarizing the method for calculating the heading range for collision avoidance using the analysis evaluation module of the heading control performance according to the control delay in the remote control of the autonomous ship according to the present invention configured as described above, the change due to the control delay The zigzag path was used, and it was confirmed that the zigzag path was changed as follows by the control delay.
첫째. 제어변수 분석결과, 제어지연에 의해서 제어변수는 모두 다르게 나타났다.first. As a result of control variable analysis, all control variables were different due to control delay.
둘째. 지그재그 경로 분석결과, 제어지연이 증가할수록 그리고 타각이 증가할수록 지그재그 경로의 복잡한 정도는 점차 증가한다.second. As a result of the zigzag path analysis, as the control delay increases and the steering angle increases, the complexity of the zigzag path gradually increases.
셋째. 지그재그 범위 평가결과, 지그재그 평균 범위의 거리와 방위는 제어지연이 증가함에 따라 그리고 타각이 증가함에 따라 감소된다. 그 결과, 제어지연에 따른 지그재그 경로는 IMO의 지그재그 테스트 규정에 명시된 조건을 모두 만족하지 않는 것으로 확인되었다. 이러한 분석과 평가를 통해, 본 발명에서 제안된 방법의 유효성이 검증되었다.third. As a result of the zigzag range evaluation, the distance and orientation of the zigzag average range decrease as the control delay increases and the steering angle increases. As a result, it was confirmed that the zigzag path according to the control delay did not satisfy all conditions specified in the IMO zigzag test regulations. Through this analysis and evaluation, the validity of the method proposed in the present invention was verified.
상기와 같이 본 발명에 따른 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법에 의하면, 선박의 지그재그 경로를 이용하여 제어지연에 따른 항로이탈을 방지하고 다른 선박과의 충돌을 예방할 수 있음에 따라 이를 통해 자율운항선박의 항로유지와 충돌회피를 위한 효과적인 원격제어가 가능할 것으로 예상된다.As described above, according to the method for calculating the heading range for collision avoidance using the analysis evaluation module of the heading control performance according to the control delay in the remote control of the autonomous ship according to the present invention, the control delay It is expected that it will be possible to effectively remotely control autonomous ships to maintain their course and avoid collisions by preventing deviation from the course and collision with other ships.
한편, 본 발명은 기재된 실시례에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the described embodiments, it is possible to change and use the application site, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have knowledge. Therefore, such variations or modifications should fall within the scope of the claims of the present invention.

Claims (5)

  1. 운항 중인 본선과 타선의 정보획득 단계;Acquisition of information on the main ship and other ships in operation;
    본선의 지그재그(Zig-Zag) 경로 데이터를 획득하는 단계;Acquiring Zig-Zag route data of the main line;
    제어지연에 따른 지그재그 경로의 추정 단계;estimating a zigzag path according to a control delay;
    지그재그 경로 데이터(
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000068
    )를 이용하여 지그재그 정점 사이의 범위(
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000069
    )를 경도 차이와 위도 차이의 쌍(
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000070
    ,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000071
    )을 이용한 하기 수식 1을 이용하여 도출하는 단계;
    zigzag path data (
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000068
    ) using the range between zigzag vertices (
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000069
    ) as a pair of longitude and latitude differences (
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000070
    ,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000071
    Deriving using Equation 1 using );
    지그재그 경로 데이터(
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000072
    )를 이용하여 충돌회피가 요구되는 지그재그 범위의 평균거리(
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000073
    )를 하기 수식 2로 도출하고,평균방위(
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000074
    )는 수식 3으로 도출하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법.
    zigzag path data (
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000072
    ), the average distance of the zigzag range requiring collision avoidance (
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000073
    ) is derived by Equation 2 below, and the average orientation (
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000074
    ) is derived by Equation 3: A method for calculating a heading range for collision avoidance using an analysis evaluation module of heading control performance according to control delay in remote control of an autonomous ship, characterized in that it includes.
    [수식 1][Equation 1]
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000075
    ,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000075
    ,
    여기서,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000076
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000077
    은 시간
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000078
    와 시간
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000079
    사이의 지그재그 경로의 분 단위 경도차를 나타내고,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000080
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000081
    는 시간
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000082
    와 시간
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000083
    사이의 지그재그 경로의 분 단위 위도차를 나타냄,
    here,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000076
    and
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000077
    silver time
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000078
    with time
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000079
    represents the longitude difference in minutes of the zigzag path between
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000080
    and
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000081
    time
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000082
    with time
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000083
    represents the latitude difference in minutes of the zigzag path between
    [수식 2][Formula 2]
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000084
    ,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000084
    ,
    여기서,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000085
    는 지그재그 범위의 평균거리이고,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000086
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000087
    은 미터 단위로 변환된 본선 초기위치를 나타내고,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000088
    ,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000089
    은 미터 단위로 변환된 지그재그 경로의 평균위치를 나타낸 것임.
    here,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000085
    is the average distance of the zigzag range,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000086
    and
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000087
    represents the initial position of the main line converted to meters,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000088
    ,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000089
    is the average position of the zigzag path converted to meters.
    [수식 3][Formula 3]
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000090
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000090
  2. 제 1항에 있어서, 상기 운항 중인 본선과 타선의 정보획득 단계에 있어서, 상기 본선과 타선의 정보에서 정보는,The method of claim 1, wherein in the step of obtaining information on the main ship and other ships in operation, the information in the information on the main ship and other ships,
    지피에스(Global Positioning System) 또는 레이더(Radar)를 이용하여 획득한 본선의 위치와; 지피에스에서 제공하는 그리니치 평균시(Greenwich Mean Time, GMT)을 통해 획득한 시간과; 스피드로그(Speed Log)를 이용하여 획득한 본선의 속도와; 자이로컴퍼스(Gyrocompass)로 획득한 본선의 방위와; 타각지시장치(Rudder Indicator)를 통해서 획득한 본선의 타각과; 원격제어 시작시간과 본선제어 시작시간 사이의 차이를 이용하여 획득한 제어지연시간 정보 중 어느 하나 또는 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법.The position of the main ship obtained using GPS (Global Positioning System) or radar; time obtained through Greenwich Mean Time (GMT) provided by GPS; The speed of the main line obtained using the speed log; the direction of the main ship obtained by the gyrocompass; The rudder angle of the main line obtained through the rudder indicator; Analysis of heading control performance according to control delay in remote control of an autonomous ship, characterized in that it consists of one or more of the control delay time information obtained by using the difference between the remote control start time and the main ship control start time A method for calculating the heading range for collision avoidance using an evaluation module.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 운항 중인 본선과 타선의 정보획득 단계에 있어서, 상기 타선의 정보는 시간, 방위, 속력, 위치 중 어느 하나 또는 하나 이상으로 이루어지며 본선에 설치되어 있는 자동위치식별장치(Automatic Identification System, AIS)를 통해 획득되는 것을 특징으로 하는 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법.The method of claim 1, wherein in the step of acquiring information of the main ship and other ships in operation, the information of the other ships consists of any one or more of time, direction, speed, and location, and an automatic location identification device installed on the main ship ( A method for calculating the heading range for collision avoidance using the analysis evaluation module of the heading control performance according to the control delay in the remote control of the autonomous ship, characterized in that it is obtained through the Automatic Identification System (AIS).
  4. 제 1항에 있어서, 상기 본선의 지그재그(Zig-Zag) 경로 데이터를 획득하는 단계에서, 상기 지그재그 경로 데이터는,The method of claim 1, wherein in the step of acquiring zig-zag route data of the main line, the zig-zag route data,
    Zig-Zag 10°- 10° Test: 본선 속력 10 노트(kt)에서, 타를 우현(Stb'd) 10°로 주고 선수방위가 10°가 될 때 타를 좌현(Port) 10°로 주고, 350°가 될 때 타를 우현(Stb'd) 10°로 주는 절차를 반복하여 측정하거나;,Zig-Zag 10°- 10° Test: At a ship speed of 10 knots (kt), give the rudder to the starboard side (Stb'd) 10° and when the heading is 10°, give the rudder to the port side (Port) 10°, When 350° is reached, measure by repeating the procedure giving the rudder 10° to starboard (Stb'd);
    또는 Zig-Zag 20°- 20° Test: 본선 속력 10 노트에서, 타를 우현(Stb'd) 20°로 주고 선수방위가 20°가 될 때 타를 좌현(Port) 20°로 주고, 340°가 될 때 타를 우현(Stb'd) 20°로 주는 절차를 반복하여 측정하거나;,or Zig-Zag 20°- 20° Test: At 10 knots speed, give the rudder to starboard (Stb'd) 20°, and when the heading is 20°, give the rudder to port (20°), 340° is measured by repeating the procedure giving the rudder to starboard (Stb'd) 20° when
    또는 Zig-Zag 35°- 35° Test: 본선 속력 10 노트에서, 타를 우현(Stb'd) 35°로 주고 선수방위가 35°가 될 때 타를 좌현(Port) 35°로 주고, 325°가 될 때 타를 우현(Stb'd) 35°로 주는 절차를 반복하여 측정하는 방법 중 어느 하나 또는 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법.Or Zig-Zag 35°- 35° Test: At 10 knots speed, give the rudder to starboard (Stb'd) 35° and when the heading is 35°, give the rudder to port (35°) 35° and 325° The heading control performance according to the control delay in the remote control of an autonomous ship, characterized in that it consists of any one or more of the methods of repeatedly measuring the procedure of giving the rudder to starboard (Stb'd) 35 ° when A method for calculating the heading range for collision avoidance using the analysis evaluation module.
  5. 제 1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제어지연에 따른 지그재그 경로의 추정 단계는 상기 본선의 지그재그(Zig-Zag) 경로 데이터를 이용하여 3종 러더 각도(10°, 20°, 35°)와 4종 제어지연(0초, 30초, 60초, 90초)의 조합으로 구성된 하기 수식 4를 이용하여 추정하는 과정을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자율운항선박의 원격제어에서 제어지연에 따른 선수방위 제어성능의 분석평가모듈을 이용한 충돌회피를 위한 선수방위 범위 산출방법.In the step of estimating the zigzag path according to the control delay, 3 types of rudder angles (10°, 20°, 35°) and 4 types of control delays (0 seconds, 30 seconds) are performed using the zig-zag path data of the main ship. . A method for calculating the heading range for collision avoidance.
    [수식 4][Formula 4]
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000091
    ,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000091
    ,
    여기서,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000092
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000093
    의 벡터 데이터를 나타낸 것으로,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000094
    은 3종의 지그재그 러더 각도(10°, 20°, 35°) 인덱스를 나타내고,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000095
    은 4종의 제어지연시간(0초, 30초, 60초, 90초) 인덱스를 나타내고,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000096
    (
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000097
    는 측정에 걸린 최종 시간)는 측정 시간의 인덱스를 나타낸 것임.
    here,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000092
    Is
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000093
    It represents the vector data of
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000094
    represents three types of zigzag rudder angle (10 °, 20 °, 35 °) index,
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000095
    represents the index of four types of control delay time (0 sec, 30 sec, 60 sec, 90 sec),
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000096
    (
    Figure PCTKR2022008625-appb-I000097
    is the final time taken for the measurement) represents the index of the measurement time.
PCT/KR2022/008625 2022-01-11 2022-06-17 Method for calculating heading range for collision avoidance using module for analysis and evaluation of heading control performance according to control delay in remote control of autonomous ship WO2023136408A1 (en)

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