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KR-20260060739-A - MULTI IMAGE RADAR DISPLAY SYSTEM OF VESSEL AND DISPLAYING METHOD USING THEREOF FOR DECIDING COLLISION AVOIDANCE COURSE OF THE VESSEL

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Abstract

본 발명은 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템 및 그를 이용한 전시 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항로가 집중되는 해협이나 선박이 혼잡해지는 해역에서 다른 선박이나 장애물과의 충돌을 회피하고, 선박의 안전 항행을 지원할 수 있는 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템 및 그를 이용한 전시 방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 선박에 설치되어, 선수 방향의 실시간 영상을 획득하는 카메라; 상기 카메라를 통해 획득된 영상을 실시간으로 수집하는 영상수집모듈; 상기 영상수집모듈로부터 수신된 영상 내에서 상기 선박과 상기 영상에 표시되는 장애물 사이의 픽셀 좌표값을 계산하여, 상기 선박과 장애물 사이의 거리와 방위각을 계산하는 영상분석모듈; 및 상기 영상분석모듈에 의해 계산된 거리와 방위각을 상기 카메라로 획득하여 표시되는 영상 내에 중첩하여 멀티로 영상을 전시하는 영상전시모듈;을 포함하고, 상기 영상분석모듈은, 상기 카메라에서 주어지는 최소 및 최대 화각, 현재 줌값, 초점거리에 해당하는 기본값을 이용하여 상기 카메라의 픽셀 당 수평거리와 수직 거리를 계산하고, 상기 계산된 픽셀 좌표값과 상기 계산된 픽셀 당 수평거리와 수직거리를 이용하여 상기 선박과 장애물 사이의 거리와 방위각을 계산하는 것을 특징으로 한다.

Inventors

  • 김정근

Assignees

  • 키퍼아이 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241025

Claims (5)

  1. 선박에 설치되어, 선수 방향의 실시간 영상을 획득하는 카메라; 상기 카메라를 통해 획득된 영상을 실시간으로 수집하는 영상수집모듈; 상기 영상수집모듈로부터 수신된 영상 내에서 상기 선박과 상기 영상에 표시되는 장애물 사이의 픽셀 좌표값을 계산하여, 상기 선박과 장애물 사이의 거리와 방위각을 계산하는 영상분석모듈; 및 상기 영상분석모듈에 의해 계산된 거리와 방위각을 상기 카메라로 획득하여 표시되는 영상 내에 중첩하여 멀티로 영상을 전시하는 영상전시모듈;을 포함하고, 상기 영상분석모듈은, 상기 카메라에서 주어지는 최소 및 최대 화각, 현재 줌값, 초점거리에 해당하는 기본값을 이용하여 상기 카메라의 픽셀 당 수평거리와 수직 거리를 계산하고, 상기 계산된 픽셀 좌표값과 상기 계산된 픽셀 당 수평거리와 수직거리를 이용하여 상기 선박과 장애물 사이의 거리와 방위각을 계산하는 것을 특징으로 하는 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 카메라는, EO/IR 카메라, EO 카메라, IR 카메라, CCTV 중 적어도 어느 하나일 수 있고, IP 방식인 것을 특징으로 하는 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 영상수집모듈은, 이더넷(Ethernet) 방식으로서 실시간으로 영상을 수집하고, 상기 수집된 비디오 스트림(video stream)을 캡쳐하여 상기 영상분석모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템.
  4. 전술한 제1 항에 기재된 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템을 이용한 전시 방법에 있어서, 상기 카메라를 통해 선수 방향의 영상을 실시간으로 획득하는 제1 단계; 상기 영상수집모듈을 통해 상기 카메라로부터 수신되는 영상을 실시간으로 수집하는 제2 단계; 상기 영상분석모듈을 통해 상기 영상수집모듈로부터 수신된 영상 내에서 상기 선박과 상기 영상에 표시되는 장애물 사이의 픽셀 좌표를 계산하고, 상기 선박과 장애물 사이의 거리와 방위각을 계산하는 제3 단계; 및 상기 영상전시모듈을 통해 상기 영상분석모듈에 의해 계산된 거리와 방위각을 상기 카메라로 획득하여 표시되는 영상 내에 중첩하여 멀티로 영상을 전시하는 제4 단계;를 포함하고, 상기 제3 단계는, 상기 영상분석모듈이, 상기 카메라에 의해 주어지는 최소 및 최대 화각, 현재 줌값, 초점거리에 해당하는 기본값을 이용하여 상기 카메라의 픽셀 당 수평거리와 수직 거리를 계산하고, 상기 계산된 픽셀좌표값과 상기 계산된 픽셀 당 수평거리와 수직거리를 이용하여 상기 선박과 장애물 사이의 거리와 방위각을 계산하는 것을 특징으로 하는 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템을 이용한 전시 방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제2 단계는, 상기 카메라로부터 수집되는 비디오 스트림을 캡쳐하여 상기 영상분석모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템을 이용한 전시 방법.

Description

선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템 및 그를 이용한 전시 방법{MULTI IMAGE RADAR DISPLAY SYSTEM OF VESSEL AND DISPLAYING METHOD USING THEREOF FOR DECIDING COLLISION AVOIDANCE COURSE OF THE VESSEL} 본 발명은 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템 및 그를 이용한 전시 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항로가 집중되는 해협이나 선박이 혼잡해지는 해역에서 다른 선박이나 장애물과의 충돌을 회피하고, 선박의 안전 항행을 지원할 수 있는 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템 및 그를 이용한 전시 방법에 관한 것이다. 항행중인 선박은 자선(自船)의 선수 방향에서 충돌할 가능성이 있는 선박들을 파악하여, 충돌을 회피하는 피항 항로를 결정하는 것이 필수적이다. 피항 항로 결정 시, 어려운 것은 충돌할 가능성이 있는 다른 선박 및 장애물의 탐지 및 인지이다. 즉, 자선에 피항 지시를 내리고, 실제 피항 지시에 따라 자선이 움직일 때까지의 시간 지연이 필요한 거리에서 다른 선박 및 장애물을 탐지하고 파악할 필요가 있다. 현재 운항중인 대부분의 선박들은 선박이 항해하는 선수 방향에서 선박 및 장애물의 탐지 및 인지 정보를 파악하기 위해, 레이더(Radar)나 선박자동식별장치인 AIS(Automatic Identification System) 정보, 즉 자선의 선명이나 목적지와 GPS로 취득한 침로나 속도 및 위치 정보 등을 무선으로 다른 배에 방송하는 장치의 정보에 의존하고 있는 실정이다. 이를 위하여, 선박에는 자선 주변을 감시하기 위한 장비로서 레이더나 AIS, EO(Electro Optic; 전자광학) 카메라 또는 IR(Infrared; 적외선) 카메라가 사용된다. 레이더는 강우 등의 기상 조건이나 파랑 등의 해상 조건에 따라 탐지 정밀도가 변하고, 특히 소형 선박(소형 어선, 파워 보트, 요트 등)의 탐지는 어려운 문제점이 있다. 그리고 AIS는 모든 배에 탑재 의무화가 되어있는 것은 아니고, 소형 선박들은 필요에 따라 AIS 데이터를 송신하지 않는 경우가 많다. 따라서, 레이더로 탐지가 어렵고, AIS에서도 인지할 수 없는 충돌 위험 선박 및 장애물은 항해사가 직접 감시를 해야하지만, 시야가 제한되는 야간이나 해무, 강우의 환경에서는 전방 감시에 한계가 있는 실정이다. 또한, 선박의 전방 감시를 위해 EO/IR 카메라를 탑재하여 감시용으로 운용하고 있는 경우도 있으나, 카메라가 촬영한 영상에서 선박 및 장애물까지의 거리 및 방위는 알 수 없다. 따라서, 항행중인 선박의 선수 방향에서 다른 선박 및 장애물과의 충돌을 회피하여 선박의 안전 항행을 지원할 수 있는 기술이 필요한 실정이다. 도 1은 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템을 간략하게 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템에서 전시되는 화면의 일례를 간략하게 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템을 이용한 전시 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 설명에 앞서 본 발명의 이점 및 특징 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 이러한 용어 중 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하는 것이고, 설명 상에 방향을 지칭하는 단어는 설명의 이해를 돕기 위한 것으로 시점에 따라 변경 가능함을 주지하는 바이다. 이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템 및 그를 이용한 전시 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템을 간략하게 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템(100)은 카메라(10), 영상수집모듈(20), 영상분석모듈(30), 및 영상전시모듈(40)을 포함한다. 카메라(10)는 선박에 설치되어, 선수 방향의 실시간 영상을 획득한다. 카메라(10)는 EO/IR 카메라, EO 카메라, IR 카메라, CCTV 등의 최대 2 채널의 카메라 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있고, IP 방식인 것에 특징이 있다. 본 발명에서는 카메라(10)가 EO/IR 카메라인 것으로, 일반적으로 선박에 설치되는 카메라(10), 즉 EO/IR 카메라가 그대로 사용될 수 있다. 이러한 카메라(10)를 통해 획득된 영상은 실시간으로 영상수집모듈(20)로 전송된다. 다음으로, 영상수집모듈(20)은 카메라(10)를 통해 획득된 영상을 수집한다. 이를 위해 영상수집모듈(20)은 이더넷(Ethernet) 방식을 사용하여 실시간으로 영상을 수집한다. 즉, 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템(100)을 위해 별도의 통신이 필요한 것이 아니라, 일반적으로 선박에서 사용되는 통신인 이더넷 방식을 활용하게 된다. 영상수집모듈(20)은 카메라(10)로부터 수집된 비디오 스트림(video stream)을 캡쳐하여, 영상분석모듈(30)로 전송한다. 다음으로, 영상분석모듈(30)은 영상수집모듈(20)로부터 수신된 영상 내에서 선박, 즉 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템(100)이 설치된 선박과 수신된 영상 내에 표시되는 장애물 사이의 픽셀 좌표값을 계산하여, 선박과 장애물 사이의 거리와 방위각을 계산한다. 여기서, 장애물은 다른 선박도 포함된다. 이 때, 영상분석모듈(30)에는 카메라(10)에서 주어지는 최소 및 최대 화각, 현재 줌값, 초점거리에 해당하는 기본값이 제공된다. 영상분석모듈(30)은 이러한 기본값을 이용하여 카메라(10)의 픽셀 당 수평거리와 수직 거리를 계산하고, 전술한 픽셀 좌표값과 픽셀 당 수평거리와 수직거리를 이용하여, 선박과 장애물 사이의 거리와 방위각을 계산하게 된다. 다음으로, 영상전시모듈(40)은 영상분석모듈(30)에 의해 계산된 거리와 방위각을 표시하게 되는데, 이는 카메라(10)로 획득하여 표시되는 영상 내에 중첩하여 멀티로 영상을 전시하게 된다. 영상전시모듈(40)을 통해 전시되는 멀티 영상의 일례가 도 2에 도시된다. 도 2는 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템에서 전시되는 화면의 일례를 간략하게 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 영상전시모듈(40)로 표시되는 표시부(250)에는 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템(100)이 설치된 선박(200)을 중심으로 관심 항행 구역(260) 내의 장애물들(300)이 표시된다. 이 때, 각 장애물까지의 거리 및 방위각이 함께 표시되어, 선수 방향의 장애물(300)과의 거리와 방위를 정확하게 실시간으로 파악함으로써, 충돌 회피 항로 결정 시, 신속한 피항 항로를 결정할 수 있는 효과가 있다. 이하에서는, 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템을 이용한 전시 방법에 대하여 살펴본다. 도 3은 본 발명에 따른 선박의 충돌 회피 항로 결정을 위한 선박용 멀티 영상 레이더 전시 시스템을 이용한 전시 방법을 나타낸 순서도이다. 도면들을 참조하면, 먼저, 카메라(10)를 통해 선수 방향의 영상을 실시간으로 획득(S1). 본 단계는 이후의 단계와 상관 없이 계속적으로 수행된다. 카메라(10)에서 획득된 영상은 영상수집모듈(20)과 영상전시모듈(40)로 전송된다(S3). 영상수집모듈(20)은 카메라(10)로부터 수신되는 영상을 실시간으로 수집한다(S5). 그리고 영상수집모듈(20)은 카메라(10)로부터 수집되는 비디오 스트림을 캡쳐하여(S7), 이를 영상분석모듈(30)로 전송한다(S9). 영상분석모듈(30)은 영상수집모듈(20)로부터 수신된 영상 내에서 선박(200)과 장애물(300)의 픽셀 좌표값(①)를 계산한다(S11). 그리고 영상분석모듈(30)은 카메라(10)로부터 수신되는 기본값(②), 즉 카메라(10)의 최소 및 최대 화각, 현재 줌값, 초점거리 값을 이용하여(S13), 카메라(10)의 픽셀 당 수평거리와 수직 거리를 계산(③)한다(S15). 이어서, 영상분석모듈(30)은 S11 단계에서 계산된 선박(200)과 장애물(300)의 픽셀 좌표값(①), S13 단계에서 전송된 카메라(10)의 기본값(②), S15 단계에서 계산된 카메라(10)의 픽셀 당 수평거리와 수직 거리 계산값(③)을 이용하여, 선박(200)과 장애물(300) 사이의 거리와 방위각을 계산(④)한다(S17). 다음으로, 영상분석모듈(30)에서 계산된 값(④)이 영상전시모듈(40)로 전송되면(S19), 영상전시모듈(40)은 카메라(10)로부터 수신된 영상에 영상분석모듈(30)에 의해 계산된 거리와 방위각(④)을 중첩하여 멀티로 영상으로 전시한다(S21). 따라서, 선박(200)에서는 선수 방향의 장애물(300)과의 거리와 방위를 정확하게 실시간으로 파악함으로써, 충돌 회피 항로 결정 시, 신속한 피항 항로를 결정할 수 있는 효과가 있다. 그리고 선박(200)에 피항 지시를 빠르게 내릴 수 있고, 피항 지시에 따라 선박(200)이 움직일 때까지의 시간 지연을 최소화 할 수 있는 효과도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 그리고 상술한