KR102661363B1 - Device and method for monitoring a berthing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컴퓨팅 수단에 의해 수행되는 접안 모니터링 방법에 관한 것으로 일 실시예에 따른 항만에 설치되어 이미지를 촬상하는 카메라를 이용하여 바다 및 복수의 선박을 포함하는 항만 이미지를 획득하는 단계, 입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습된 인공 신경망을 이용하여 상기 항만 이미지로부터 상기 오브젝트들에 대한 세그멘테이션 이미지를 생성하는 단계, 상기 세그멘테이션 이미지의 선박을 지시하는 클래스 값이 할당된 제1 픽셀들에 기초하여 상기 복수의 선박을 트래킹하여 상기 복수의 선박 각각을 나타내는 대표 포인트들의 위치 정보가 포함된 트래킹 정보를 획득하는 단계, 상기 트래킹 정보에 기초하여 상기 트래킹되는 선박 중 접안 가이드되는 타겟 선박을 결정하는 단계 및 상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 상기 타겟 선박의 선수와 안벽 사이의 거리인 선수 거리 및 상기 타겟 선박의 선미와 안벽 사이의 거리인 선미 거리를 포함하는 접안 가이드 정보를 획득하는 단계를 포함하는 접안 모니터링 방법을 개시한다.The present invention relates to a berthing monitoring method performed by computing means, and includes the steps of acquiring a port image including the sea and a plurality of ships using a camera installed in the port according to an embodiment to capture images, an input image, and Using an artificial neural network learned using a learning set that labels pixels corresponding to objects including the sea, ships, and features included in the input image with class values indicating the sea, ships, and features, respectively, Generating a segmentation image for the objects from a harbor image, tracking the plurality of ships based on first pixels assigned a class value indicating a ship in the segmentation image, and creating a representative representing each of the plurality of ships. Obtaining tracking information including location information of points, determining a target vessel to be guided to berth among the tracked vessels based on the tracking information, and determining a distance between the bow of the target vessel and the quay wall based on the segmentation image. Disclosed is a berthing monitoring method including the step of acquiring berthing guide information including the bow distance, which is the distance, and the stern distance, which is the distance between the stern of the target ship and the quay wall.
Description
본 발명은 접안 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 이미지에 기초한 접안 모니터링을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an eyepiece monitoring device and method, and specifically to an eyepiece monitoring device and method that performs image-based eyepiece monitoring.
최근 선박의 운항 및 항만 내에서의 접안, 이안에 있어 많은 사고가 발생하고 있다. 주로 접안 시, 선박 주변이나 항만 내의 상황을 영상을 통해서 정확하게 확인하지 못하는 점에 의해 발생하는 사고가 많다. Recently, many accidents have occurred in the operation of ships and berthing and unberthing in ports. Many accidents occur mainly due to the inability to accurately check the situation around the ship or in the port through video when docking.
이에 종래에는 ECDIS, radar 등의 다양한 종류의 센서를 이용해 접안을 지원하고 있으나, ECDIS의 경우 GPS의 부정확성, AIS의 업데이트 주기 및 AIS 미등록 이동체 등으로 인한 한계가 존재하고, radar의 경우 비탐색영역의 존재 및 노이즈로 인한 한계가 존재한다. Accordingly, in the past, berthing is supported using various types of sensors such as ECDIS and radar. However, in the case of ECDIS, there are limitations due to the inaccuracy of GPS, the update cycle of AIS, and unregistered AIS moving objects, and in the case of radar, there are limitations in the non-navigable area. There are limitations due to presence and noise.
따라서, 실질적으로 접안 시 선박 주변이나 항만 내의 상황을 영상을 통해 모니터링 하는 기술에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop technology for monitoring the situation around the ship or in the port through video when docking.
본 명세서의 해결하고자 하는 일 과제는, 선박 주변 및 항만을 모니터링하기 위한 접안 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.The problem to be solved by this specification is to provide a berthing monitoring device and method for monitoring the vicinity and port of a ship.
본 명세서의 해결하고자 하는 다른 일 과제는 모니터링의 대상인 선박을 결정하고, 모니터링 대상에 관한 정보를 산출 및 출력하는 접안 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by this specification is to provide a berthing monitoring device and method that determines a vessel that is the target of monitoring and calculates and outputs information about the monitoring target.
본 명세서의 해결하고자 하는 다른 일 과제는 이미지 세그멘테이션을 이용하는 접안 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by this specification is to provide an eyepiece monitoring device and method using image segmentation.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings. .
본 명세서의 일 양상에 따르면, 컴퓨팅 수단에 의해 수행되는 접안 모니터링 방법에 있어서, 항만에 설치되어 이미지를 촬상하는 카메라를 이용하여 바다 및 복수의 선박을 포함하는 항만 이미지를 획득하는 단계, 입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습된 인공 신경망을 이용하여 상기 항만 이미지로부터 상기 오브젝트들에 대한 세그멘테이션 이미지를 생성하는 단계, 상기 세그멘테이션 이미지의 선박을 지시하는 클래스 값이 할당된 제1 픽셀들에 기초하여 상기 복수의 선박을 트래킹하여 상기 복수의 선박 각각을 나타내는 대표 포인트들의 위치 정보가 포함된 트래킹 정보를 획득하는 단계, 상기 트래킹 정보에 기초하여 상기 트래킹되는 선박 중 접안 가이드되는 타겟 선박을 결정하는 단계 및 상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 상기 타겟 선박의 선수와 안벽사이의 거리인 선수 거리 및 상기 타겟 선박의 선미와 안벽 사이의 거리인 선미 거리를 포함하는 접안 가이드 정보를 획득하는 단계를 포함하는 접안 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present specification, in a berthing monitoring method performed by computing means, the steps of acquiring a port image including the sea and a plurality of ships using a camera installed in the port to capture images, an input image and Using an artificial neural network learned using a learning set that labels pixels corresponding to objects including the sea, ships, and features included in the input image with class values indicating the sea, ships, and features, respectively, Generating a segmentation image for the objects from a harbor image, tracking the plurality of ships based on first pixels assigned a class value indicating a ship in the segmentation image, and creating a representative representing each of the plurality of ships. Obtaining tracking information including location information of points, determining a target vessel to be guided to berth among the tracked vessels based on the tracking information, and determining the distance between the bow and quay of the target vessel based on the segmentation image. A berthing monitoring method may be provided including the step of acquiring berthing guide information including the bow distance, which is the distance, and the stern distance, which is the distance between the stern of the target ship and the quay wall.
또한, 본 명세서의 다른 일 양상에 따르면, 항만에 설치되어 이미지를 촬상하는 카메라, 상기 카메라가 촬상한 바다 및 선박을 포함하는 항만 이미지를 획득하고, 입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습된 인공 신경망을 이용하여 상기 항만 이미지로부터 상기 오브젝트들에 대한 세그멘테이션 이미지를 생성하고, 상기 세그멘테이션 이미지의 선박을 지시하는 클래스 값이 할당된 제1 픽셀들에 기초하여 상기 복수의 선박을 트래킹하여 상기 복수의 선박 각각을 나타내는 대표 포인트들의 위치 정보가 포함된 트래킹 정보를 획득하고, 상기 트래킹 정보에 기초하여 상기 트래킹되는 선박 중 접안 가이드되는 타겟 선박을 결정하고, 상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 상기 타겟 선박의 선수와 안벽 사이의 거리인 선수 거리 및 상기 타겟 선박의 선미와 안벽 사이의 거리인 선미 거리를 포함하는 접안 가이드 정보를 획득하는 제어 모듈, 및 상기 타겟 선박의 접안 가이드 정보를 원격 위치한 단말기에 전송하는 통신 모듈을 포함하는 접안 모니터링 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present specification, a camera is installed in a port to capture images, a port image including the sea and a ship captured by the camera is acquired, and an input image and the sea and a ship included in the input image are used. And segmentation of the objects from the port image using an artificial neural network learned using a learning set that labels pixels corresponding to objects containing features with class values indicating the sea, ship, and feature, respectively. Generate an image, track the plurality of ships based on first pixels assigned a class value indicating the ship of the segmentation image, and generate tracking information including location information of representative points representing each of the plurality of ships. Obtaining, based on the tracking information, determines a target ship guided to berth among the tracked ships, and based on the segmentation image, the bow distance, which is the distance between the bow and quay wall of the target ship, and the stern and quay wall of the target ship A berthing monitoring device may be provided, including a control module that acquires berthing guide information including the stern distance, which is the distance between the sterns, and a communication module that transmits berthing guide information of the target ship to a remotely located terminal.
본 명세서의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solution to the problem of this specification is not limited to the above-mentioned solution, and the solution not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings. You will be able to.
본 명세서의 일 실시예에 의하면, 선박 주변 및 항만을 모니터링하기 위한 접안 가이드 정보를 산출함으로써, 선박 및 항만에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. According to an embodiment of the present specification, monitoring of the ship and the port can be performed by calculating berthing guide information for monitoring the vicinity of the ship and the port.
본 명세서의 일 실시예에 의하면, 모니터링의 대상인 선박을 결정하고, 결정된 모니터링 대상에 관한 정보를 산출 및 출력하여 접안 모니터링을 효율적으로 수행할 수 있다. According to an embodiment of the present specification, berthing monitoring can be efficiently performed by determining the vessel that is the target of monitoring and calculating and outputting information about the determined monitoring target.
본 명세서의 일 실시예에 의하면, 이미지 세그멘테이션을 이용하여 선박을 인식하고, 이에 기초하여 모니터링 대상을 결정할 수 있다. According to an embodiment of the present specification, a ship can be recognized using image segmentation, and a monitoring target can be determined based on this.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the attached drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 기반 모니터링에 관한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 접안 모니터링 장치에 관한 도면이다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 접안 모니터링 장치의 실시예에 관한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 시야각 및 피사계 심도에 관한 도면이다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 센서 모듈의 설치 위치에 관한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 이미지 분석에 관한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 일 실시예에 따른 오브젝트 인식 단계에 관한 도면이다.
도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 인공 신경망의 학습 단계 및 추론 단계에 관한 도면이다.
도 14 및 도 15는 일 실시예에 따른 오브젝트의 위치/이동 정보 추정에 관한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 타겟 선박 결정에 관한 순서도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 선박의 트래킹의 일 예에 관한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 위치 정보에 기초한 타겟 선박 결정의 일 예에 관한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 이동 정보에 기초한 타겟 선박 결정의 일 예에 관한 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 항해 정보에 기초한 타겟 선박 결정의 일 예에 관한 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 사용자 입력 정보에 기초한 타겟 선박 결정의 일 예에 관한 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 타겟 선박의 접안 가이드 정보 획득에 관한 도면이다.
도 23은 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력에 관한 순서도이다.
도 24는 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력의 일 예에 관한 도면이다.
도 25 내지 도 27은 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력의 다른 예에 관한 도면이다.
도 28은 일 실시예에 따른 복수의 이미지에 기초한 이미지 기반 모니터링에 관한 도면이다.
도 29 및 도 30은 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력의 다른 예에 관한 도면이다.
도 31 및 도 32는 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력의 다른 예에 관한 도면이다.
도 33 및 도 34는 일 실시예에 따른 시점 변환에 관한 도면이다.
도 35는 일 실시예에 따른 접안 모니터링의 순서도이다. 1 is a diagram of image-based monitoring according to an embodiment.
Figure 2 is a diagram of an ocular monitoring device according to an embodiment.
3 and 4 are diagrams of an embodiment of an eyepiece monitoring device according to an embodiment.
Figure 5 is a diagram of viewing angle and depth of field according to one embodiment.
6 and 7 are diagrams of the installation location of the sensor module according to one embodiment.
Figure 8 is a diagram related to image analysis according to one embodiment.
9 to 11 are diagrams of object recognition steps according to an embodiment.
12 and 13 are diagrams of a learning step and an inference step of an artificial neural network according to an embodiment.
14 and 15 are diagrams related to estimating location/movement information of an object according to an embodiment.
Figure 16 is a flowchart for determining a target vessel according to one embodiment.
Figure 17 is a diagram of an example of ship tracking according to an embodiment.
Figure 18 is a diagram of an example of target vessel determination based on location information according to an embodiment.
Figure 19 is a diagram of an example of target ship determination based on movement information according to an embodiment.
Figure 20 is a diagram of an example of target vessel determination based on navigation information according to an embodiment.
21 is a diagram of an example of target ship determination based on user input information according to an embodiment.
Figure 22 is a diagram related to acquiring berthing guide information of a target ship according to an embodiment.
Figure 23 is a flowchart of monitoring information output according to one embodiment.
Figure 24 is a diagram of an example of monitoring information output according to an embodiment.
25 to 27 are diagrams of another example of monitoring information output according to an embodiment.
Figure 28 is a diagram related to image-based monitoring based on a plurality of images according to an embodiment.
29 and 30 are diagrams of another example of monitoring information output according to an embodiment.
31 and 32 are diagrams of another example of monitoring information output according to an embodiment.
Figures 33 and 34 are diagrams related to viewpoint conversion according to one embodiment.
Figure 35 is a flowchart of berthing monitoring according to one embodiment.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The embodiments described in this specification are intended to clearly explain the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described in this specification, and the present invention The scope of should be construed to include modifications or variations that do not depart from the spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification are general terms that are currently widely used as much as possible in consideration of their function in the present invention, but this may vary depending on the intention, custom, or the emergence of new technology of a person skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. You can. However, if a specific term is defined and used in an arbitrary sense, the meaning of the term will be described separately. Therefore, the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the overall content of this specification, not just the name of the term.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings attached to this specification are intended to easily explain the present invention, and the shapes shown in the drawings may be exaggerated as necessary to aid understanding of the present invention, so the present invention is not limited by the drawings.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.In this specification, if it is determined that a detailed description of a known configuration or function related to the present invention may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted as necessary.
본 명세서에서 사용되는 '항만 이미지' 라는 용어는 항만과 관련된 이미지로 이해될 수 있으며, 예를 들어, 항만 이미지는 항만에 설치된 카메라를 통해 촬상된 이미지, 항만의 적어도 일부가 포함된 이미지 등을 포함할 수 있다. The term 'port image' used in this specification can be understood as an image related to a port. For example, a port image includes an image captured through a camera installed in the port, an image containing at least part of the port, etc. can do.
본 명세서의 일 양상에 따르면 컴퓨팅 수단에 의해 수행되는 접안 모니터링 방법에 있어서, 항만에 설치되어 이미지를 촬상하는 카메라를 이용하여 바다 및 복수의 선박을 포함하는 항만 이미지를 획득하는 단계; 입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습된 인공 신경망을 이용하여 상기 항만 이미지로부터 상기 오브젝트들에 대한 세그멘테이션 이미지를 생성하는 단계; 상기 세그멘테이션 이미지의 선박을 지시하는 클래스 값이 할당된 제1 픽셀들에 기초하여 상기 복수의 선박을 트래킹하여 상기 복수의 선박 각각을 나타내는 대표 포인트들의 위치 정보가 포함된 트래킹 정보를 획득하는 단계; 상기 트래킹 정보에 기초하여 상기 트래킹되는 선박 중 접안 가이드되는 타겟 선박을 결정하는 단계; 및 상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 상기 타겟 선박의 선수와 안벽 사이의 거리인 선수 거리 및 상기 타겟 선박의 선미와 안벽 사이의 거리인 선미 거리를 포함하는 접안 가이드 정보를 획득하는 단계; 를 포함하는 접안 모니터링 방법이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present specification, a berthing monitoring method performed by computing means includes the steps of: acquiring a port image including the sea and a plurality of ships using a camera installed in the port to capture images; An artificial neural network learned using a learning set that labels pixels corresponding to input images and objects including the sea, ships, and features included in the input image with class values indicating the sea, ships, and features, respectively. generating a segmentation image for the objects from the harbor image using the port image; Obtaining tracking information including location information of representative points representing each of the plurality of ships by tracking the plurality of ships based on first pixels assigned class values indicating the ships of the segmentation image; determining a target vessel to be guided to berth among the tracked vessels based on the tracking information; and acquiring berthing guide information including a bow distance, which is the distance between the bow and the quay wall of the target ship, and a stern distance, which is the distance between the stern and the quay wall of the target ship, based on the segmentation image; A berthing monitoring method including a may be provided.
여기서, 상기 대표 포인트는 상기 세그멘테이션 이미지의 상기 복수의 선박 각각의 세그멘테이션 영역 상의 하나의 포인트일 수 있다.Here, the representative point may be one point on the segmentation area of each of the plurality of ships in the segmentation image.
여기서, 상기 대표 포인트는 상기 복수의 선박 각각의 세그멘테이션 영역의 중심에 위치하는 포인트일 수 있다.Here, the representative point may be a point located at the center of the segmentation area of each of the plurality of ships.
여기서, 상기 트래킹 정보를 획득하는 단계는 상기 대표점과 상기 안벽 사이의 거리를 획득하는 단계를 포함하고 상기 타겟 선박은 상기 대표 포인트와 상기 안벽 사이의 거리에 기초하여 결정될 수 있다.Here, the step of acquiring the tracking information includes acquiring the distance between the representative point and the quay wall, and the target ship may be determined based on the distance between the representative point and the quay wall.
여기서, 상기 타겟 선박은 상기 복수의 선박 중 상기 대표 포인트와 상기 안벽 사이의 거리가 기설정된 값 미만인 선박으로 결정될 수 있다.Here, the target ship may be determined to be a ship whose distance between the representative point and the quay wall among the plurality of ships is less than a preset value.
여기서, 상기 타겟 선박은 상기 복수의 선박 중 상기 대표 포인트가 기설정된 영역 상에 위치하는 선박으로 결정될 수 있다.Here, the target ship may be determined to be a ship whose representative point is located in a preset area among the plurality of ships.
여기서, 상기 트래킹 정보를 획득하는 단계는 상기 대표 포인트의 위치 정보에 기초하여 상기 대표 포인트의 이동 정보를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 타겟 선박은 상기 대표 포인트의 이동 정보에 기초하여 결정될 수 있다.Here, the step of acquiring the tracking information includes acquiring movement information of the representative point based on location information of the representative point, and the target ship may be determined based on the movement information of the representative point.
여기서, 상기 타겟 선박은 상기 복수의 선박 중 상기 대표 포인트의 상기 안벽으로의 접근 속도의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.Here, the target ship may be determined based on the size of the approach speed of the representative point among the plurality of ships to the quay wall.
여기서, 상기 트래킹 정보를 획득하는 단계는 상기 복수의 선박의 VTS 정보 및 AIS 정보 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 타겟 선박은 상기 VTS 정보 및 AIS 정보 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.Here, the step of acquiring the tracking information includes acquiring at least one of VTS information and AIS information of the plurality of ships, and the target ship may be determined based on at least one of the VTS information and AIS information. .
여기서, 상기 타겟 선박은 상기 복수의 선박 중 상기 VTS 정보 및 AIS 정보 중 적어도 하나에 따른 도착지에 기초하여 결정될 수 있다.Here, the target ship may be determined based on a destination according to at least one of the VTS information and AIS information among the plurality of ships.
여기서, 상기 트래킹 정보를 획득하는 단계는 사용자 단말로부터 상기 복수의 선박에 대한 사용자 입력 정보를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 타겟 선박은 상기 복수의 선박에 대한 사용자 입력 정보에 기초하여 결정될 수 있다.Here, the step of obtaining the tracking information includes obtaining user input information about the plurality of ships from a user terminal, and the target ship may be determined based on the user input information about the plurality of ships.
여기서, 상기 타겟 선박은 상기 복수의 선박 중 상기 사용자 입력 정보에 따라 선택된 선박으로 결정될 수 있다.Here, the target ship may be determined to be a ship selected among the plurality of ships according to the user input information.
여기서, 상기 타겟 선박은 상기 타겟 선박 결정에 이용되는 조건에 부합하는 선박이 복수인 경우 상기 조건에 더 늦게 부합한 하나의 선박으로 결정될 수 있다.Here, when there are multiple ships that meet the conditions used to determine the target ship, the target ship may be determined to be one ship that meets the conditions later.
여기서, 상기 인공 신경망은 입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 예인선, 예인선을 제외한 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 예인선, 예인선이 제외된 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습될 수 있다.Here, the artificial neural network applies the sea, tugboats, ships excluding tugboats, and features to pixels corresponding to the input image and objects including the sea, tugboats, ships excluding tugboats, and features included in the input image, respectively. It can be learned using a learning set that labels the class values it indicates.
여기서, 상기 접안 가이드 정보를 획득하는 단계는 상기 타겟 선박이 해수면과 접하는 밑면의 양 단부에 대응하는 한 쌍의 포인트를 추출하는 단계 및 상기 한 쌍의 포인트에 기초하여 상기 선수 거리 및 상기 선미 거리를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of acquiring the berthing guide information includes extracting a pair of points corresponding to both ends of the bottom of the target ship in contact with the sea surface, and determining the bow distance and the stern distance based on the pair of points. It may include an acquisition step.
여기서, 상기 접안 가이드 정보를 획득하는 단계는 상기 선수 거리 및 상기 선미 거리에 기초하여 상기 타겟 선박의 선수가 상기 안벽으로 접근하는 속도인 선수 속도 및 상기 타겟 선박의 선미가 상기 안벽으로 접근하는 속도인 선미 속도를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of acquiring the berthing guide information is the bow speed, which is the speed at which the bow of the target ship approaches the quay wall, and the speed at which the stern of the target ship approaches the quay wall, based on the bow distance and the stern distance. It may include obtaining stern speed.
여기서, 상기 접안 가이드 정보를 획득하는 단계는 상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 상기 타겟 선박과 상기 다른 선박 사이의 거리를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of acquiring the berthing guide information may include obtaining the distance between the target ship and the other ship based on the segmentation image.
여기서, 상기 접안 가이드 정보를 획득하는 단계는 상기 타겟 선박과 다른 선박 사이의 거리에 기초하여 상기 타겟 선박과 상기 다른 선박 사이의 상대 속도를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of acquiring the berthing guide information may include acquiring the relative speed between the target ship and the other ship based on the distance between the target ship and the other ship.
여기서, 상기 접안 가이드 정보를 획득하는 단계는 상기 선박의 다른 선박 또는 상기 안벽과의 충돌 위험과 관련된 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of acquiring the berthing guide information may include obtaining information related to the risk of collision of the ship with another ship or the quay wall.
여기서, 상기 접안 모니터링 방법은 상기 접안 가이드 정보를 상기 항만 이미지와 함께 출력하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.Here, the berthing monitoring method includes outputting the berthing guide information together with the harbor image; It may further include.
여기서, 상기 항만 이미지는 복수의 항만 이미지가 정합된 파노라마 이미지를 포함할 수 있다.Here, the harbor image may include a panoramic image in which a plurality of harbor images are registered.
또한 상술한 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공될 수 있다.Additionally, a recording medium recording a program for executing the above-described method may be provided.
또한 본 명세서의 일 양상에 따르면 항만에 설치되어 이미지를 촬상하는 카메라; 상기 카메라가 촬상한 바다 및 선박을 포함하는 항만 이미지를 획득하고, 입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습된 인공 신경망을 이용하여 상기 항만 이미지로부터 상기 오브젝트들에 대한 세그멘테이션 이미지를 생성하고, 상기 세그멘테이션 이미지의 선박을 지시하는 클래스 값이 할당된 제1 픽셀들에 기초하여 상기 복수의 선박을 트래킹하여 상기 복수의 선박 각각을 나타내는 대표 포인트들의 위치 정보가 포함된 트래킹 정보를 획득하고, 상기 트래킹 정보에 기초하여 상기 트래킹되는 선박 중 접안 가이드되는 타겟 선박을 결정하고, 상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 상기 타겟 선박의 선수와 안벽(pier) 사이의 거리인 선수 거리 및 상기 타겟 선박의 선미와 안벽 사이의 거리인 선미 거리를 포함하는 접안 가이드 정보를 획득하는 제어 모듈; 및 상기 타겟 선박의 접안 가이드 정보를 원격 위치한 단말기에 전송하는 통신 모듈; 을 포함하는 접안 모니터링 장치가 제공될 수 있다.Also, according to an aspect of the present specification, a camera installed in a port to capture images; Acquire a port image including the sea and a ship captured by the camera, and assign the sea, a ship, and a feature to pixels corresponding to an input image and objects including the sea, a ship, and a feature included in the input image, respectively. A segmentation image for the objects is generated from the harbor image using an artificial neural network learned using a learning set labeled with indicating class values, and a first pixel is assigned a class value indicating a ship in the segmentation image. Tracking the plurality of ships based on the tracking information to obtain tracking information including location information of representative points representing each of the plurality of ships, and determining a target ship to be guided to berth among the tracked ships based on the tracking information. and a control module that obtains berthing guide information including a bow distance, which is the distance between the bow and the quay wall (pier) of the target ship, and a stern distance, which is the distance between the stern and the quay wall of the target ship, based on the segmentation image; and a communication module that transmits berthing guide information of the target vessel to a remotely located terminal. A berthing monitoring device including a may be provided.
이하에서는 일 실시예에 따른 접안 모니터링 장치 및 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a piercing monitoring device and method according to an embodiment will be described.
본 명세서에서 모니터링이란 주변 상황을 파악하거나 인식하는 것으로, 일정 영역이나 특정 오브젝트 등 감지 대상을 각종 센서를 이용하여 감지하고 그 감지 결과를 사용자에게 제공하는 것뿐만 아니라 감지 결과를 바탕으로 연산 등을 통해 추가적인 정보를 제공하는 것 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다.In this specification, monitoring refers to understanding or recognizing the surrounding situation. It not only detects a detection target such as a certain area or a specific object using various sensors and provides the detection result to the user, but also performs calculations based on the detection result. It should be interpreted broadly to include providing additional information.
이미지 기반 모니터링이란 이미지에 기초하여 주변 상황을 파악하거나 인식하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 모니터링은 선박의 운항 시 선박 주변 이미지를 획득하여 이로부터 다른 선박이나 장애물 등을 인식하거나, 선박의 접안 또는 이안 시 접안 가이드 정보를 산출하기 위한 정보를 획득하는 것을 의미할 수 있다. Image-based monitoring may mean identifying or recognizing surrounding situations based on images. For example, monitoring may mean acquiring images around the ship when operating a ship, recognizing other ships or obstacles from these images, or obtaining information to calculate berthing guide information when a ship docks or unberths.
접안 가이드 정보란 다른 선박이나 장애물 등의 인식, 항만 상황 파악, 선석에 접근 가능한지 여부, 안벽과의 거리 및 속도, 다른 선박과의 거리 및 속도, 운항 경로 상 장애물 존재 여부 파악 등 접안에 필요한 주변 환경에 대한 정보를 의미할 수 있다. 본 명세서에서는 주로 선박 및 항만에서 접안이 수행되는 경우의 모니터링에 대해 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 주행, 비행체의 운항 등의 경우에도 적용될 수 있을 것이다.Berthing guide information refers to the surrounding environment required for berthing, such as recognition of other vessels or obstacles, understanding the port situation, whether the berth is accessible, distance and speed from the quay wall, distance and speed from other vessels, and identification of the presence of obstacles in the navigation route. It can mean information about. This specification mainly describes monitoring in cases where berthing is performed at ships and ports, but is not limited to this and may also be applied to driving of vehicles, operation of aircraft, etc.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 기반 모니터링에 관한 도면이다. 도 1을 참고하면, 이미지 기반 모니터링은 이미지 획득 단계(S10) 및 이미지 분석 단계(S20)를 포함할 수 있다.1 is a diagram of image-based monitoring according to an embodiment. Referring to FIG. 1, image-based monitoring may include an image acquisition step (S10) and an image analysis step (S20).
이미지 획득 단계(S10)는 장치(10)가 이미지를 획득하는 단계를 의미할 수 있다. 여기서, 이미지의 종류는 RGB 이미지, IR 이미지, depth 이미지, 라이다(lidar) 이미지, 레이더(radar) 이미지 등 다양할 수 있고 제한이 있는 것은 아니다. 또한, 2차원 이미지뿐만 아니라 3차원 이미지 등도 가능하다.The image acquisition step (S10) may refer to a step in which the device 10 acquires an image. Here, the types of images may vary, such as RGB images, IR images, depth images, lidar images, radar images, etc., and are not limited. Additionally, not only two-dimensional images but also three-dimensional images are possible.
이미지 분석 단계(S20)는 이미지에 기초하여 분석 결과를 획득하는 단계를 의미할 수 있다. 일 예로, 이미지 분석 단계(S20)는 이미지를 통해 접안 가이드 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 또는, 이미지 분석 단계(S20)는 이미지에 포함된 오브젝트의 특성을 분석하는 단계를 의미할 수 있다. 또는, 이미지 분석 단계(S20)는 이미지가 나타내는 상황을 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 또는, The image analysis step (S20) may refer to the step of obtaining analysis results based on the image. As an example, the image analysis step (S20) may include calculating eyepiece guide information through the image. Alternatively, the image analysis step (S20) may refer to a step of analyzing the characteristics of objects included in the image. Alternatively, the image analysis step (S20) may include determining the situation represented by the image. or,
이미지 획득 단계(S10) 및 이미지 분석 단계(S20)의 구체적인 내용은 후술하기로 한다. 이하에서는 이미지 획득 단계(S10) 또는 이미지 분석 단계(S20)를 통해 획득한 정보를 모니터링 정보라 한다.Details of the image acquisition step (S10) and the image analysis step (S20) will be described later. Hereinafter, information acquired through the image acquisition step (S10) or the image analysis step (S20) is referred to as monitoring information.
도 2는 일 실시예에 따른 접안 모니터링 장치에 관한 도면이다. 도 2를 참고하면, 모니터링 장치(10)는 센서 모듈(100), 제어 모듈(200) 및 통신 모듈(300)을 포함할 수 있다.Figure 2 is a diagram of an ocular monitoring device according to an embodiment. Referring to FIG. 2 , the monitoring device 10 may include a sensor module 100, a control module 200, and a communication module 300.
센서 모듈(100)은 선박이나 선박 주변 및 항만에 대한 정보를 센싱할 수 있다. 센서 모듈(100)은 선박자동식별장치(automatic identification system, AIS), 이미지 생성 유닛, 위치 측정 유닛, 자세 측정 유닛, 케이싱 등을 포함할 수 있다.The sensor module 100 can sense information about the ship, its surroundings, and the port. The sensor module 100 may include an automatic identification system (AIS), an image generation unit, a position measurement unit, an attitude measurement unit, a casing, etc.
이미지 생성 유닛은 이미지를 생성할 수 있다. 이미지 생성 유닛은 카메라, 라이다, 레이더, 초음파 탐지기 등을 포함할 수 있다. 카메라의 예로는 단안 카메라, 쌍안 카메라, 가시광선 카메라, IR 카메라, depth 카메라가 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.The image generation unit may generate an image. The image generation unit may include a camera, lidar, radar, ultrasonic detector, etc. Examples of cameras include, but are not limited to, monocular cameras, binocular cameras, visible light cameras, IR cameras, and depth cameras.
위치 측정 유닛은 센서 모듈이나 이미지 생성 유닛 등 센서 모듈에 포함된 구성의 위치를 측정할 수 있다. 일 예로, 위치 측정 유닛은 GPS(Global Positioning System)일 수 있다. 특히, 위치 측정의 정확도 향상을 위해 RTK-GPS(Real-Time Kinematic GPS)가 이용될 수도 있다.The position measurement unit can measure the position of components included in the sensor module, such as a sensor module or an image generation unit. As an example, the location measurement unit may be a Global Positioning System (GPS). In particular, Real-Time Kinematic GPS (RTK-GPS) may be used to improve the accuracy of location measurement.
위치 측정 유닛은 미리 정해진 시간 간격마다 위치 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 시간 간격은 센서 모듈의 설치 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈이 선박 등 이동체에 설치된 경우 위치 측정 유닛은 짧은 시간 간격마다 위치 정보를 획득할 수 있다. 반면, 센서 모듈이 항만 등 고정체에 설치된 경우 위치 측정 유닛은 긴 시간 간격마다 위치 정보를 획득할 수 있다. 위치 측정 유닛의 위치 정보 획득을 위한 시간 간격은 변경될 수 있다.The location measurement unit may acquire location information at predetermined time intervals. Here, the time interval may vary depending on the installation location of the sensor module. For example, when a sensor module is installed on a moving object such as a ship, the position measurement unit can acquire position information at short time intervals. On the other hand, when the sensor module is installed on a fixture such as a port, the position measurement unit can acquire position information at long time intervals. The time interval for acquiring location information of the location measurement unit may be changed.
자세 측정 유닛은 센서 모듈이나 이미지 생성 유닛 등 센서 모듈에 포함된 구성의 자세를 측정할 수 있다. 일 예로, 자세 측정 유닛은 관성측정장비(Inertial Measurement Unit, IMU)일 수 있다.The posture measurement unit can measure the posture of components included in the sensor module, such as a sensor module or an image generation unit. As an example, the attitude measurement unit may be an inertial measurement unit (IMU).
자세 측정 유닛은 미리 정해진 시간 간격마다 자세 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 시간 간격은 센서 모듈의 설치 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈이 선박 등 이동체에 설치된 경우 자세 측정 유닛은 짧은 시간 간격마다 자세 정보를 획득할 수 있다. 반면, 센서 모듈이 항만 등 고정체에 설치된 경우 자세 측정 유닛은 긴 시간 간격마다 자세 정보를 획득할 수 있다. 자세 측정 유닛의 자세 정보 획득을 위한 시간 간격은 변경될 수 있다.The posture measurement unit may acquire posture information at predetermined time intervals. Here, the time interval may vary depending on the installation location of the sensor module. For example, when a sensor module is installed on a moving object such as a ship, the attitude measurement unit can acquire attitude information at short time intervals. On the other hand, when the sensor module is installed on a fixture such as a port, the attitude measurement unit can acquire attitude information at long time intervals. The time interval for acquiring posture information of the posture measurement unit may be changed.
케이싱은 이미지 생성 유닛, 위치 측정 유닛, 자세 측정 유닛 등 센서 모듈을 보호할 수 있다.The casing can protect sensor modules such as the image generation unit, position measurement unit, and attitude measurement unit.
케이싱의 내부에는 이미지 생성 유닛, 위치 측정 유닛, 자세 측정 유닛 중 적어도 하나가 존재할 수 있다. 케이싱은 내부에 존재하는 이미지 생성 유닛 등의 장비가 염수에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 또는, 케이싱은 내부에 존재하는 장비에 가해지는 충격을 방지하거나 완화시켜 이를 보호할 수 있다.At least one of an image generation unit, a position measurement unit, and an attitude measurement unit may exist inside the casing. The casing can prevent equipment such as the image generation unit present inside from being corroded by salt water. Alternatively, the casing can protect the equipment present inside by preventing or alleviating impact on it.
내부에 이미지 생성 유닛 등을 포함하기 위하여 케이싱의 내부에 공동이 형성될 수 있다. 예를 들어, 케이싱은 내부가 비어있는 직육면체 형상일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 내부에 이미지 생성 유닛 등이 배치될 수 있는 다양한 형상으로 제공될 수 있다.A cavity may be formed inside the casing to include an image generating unit, etc. therein. For example, the casing may have a rectangular parallelepiped shape with an empty interior, but the casing is not limited to this and may be provided in various shapes in which an image generating unit, etc. can be placed therein.
케이싱의 내부에 이미지 생성 유닛이 배치되는 경우, 이미지 생성 유닛의 시야 확보를 위해 케이싱의 일 영역에 개폐구가 형성되거나 케이싱의 일 영역을 유리 등 투명한 물질로 형성할 수 있다. 이미지 생성 유닛은 상기 개폐구 또는 투명한 영역을 통해 선박 주변 및 항만을 촬상할 수 있다.When the image generating unit is disposed inside the casing, an opening and closing opening may be formed in one area of the casing to ensure visibility of the image generating unit, or one area of the casing may be formed of a transparent material such as glass. The image generating unit can capture images of the ship's surroundings and the port through the opening or transparent area.
케이싱은 이미지 생성 유닛 등을 외부 충격으로부터 보호하기 위해 강인한 소재로 제공될 수 있다. 또는, 케이싱은 염분으로 인한 부식을 방지하기 위하여 해수용 합금 등의 소재로 제공될 수 있다.The casing may be made of a strong material to protect the image generation unit, etc. from external shock. Alternatively, the casing may be made of a material such as a seawater alloy to prevent corrosion due to salt.
케이싱은 이미지 생성 유닛의 이물질을 제거하기 위한 장비를 포함할 수 있다. 일 예로, 케이싱에 포함된 와이퍼를 통해 이미지 생성 유닛의 표면에 달라붙은 이물질을 물리적으로 제거할 수 있다. 여기서, 상기 와이퍼는 이물질을 제거하려는 표면에 밀착할 수 있도록 상기 표면과 동일하거나 유사한 곡률을 갖는 선형 또는 판형으로 제공될 수 있다. 다른 예로, 케이싱에 포함된 액체 스프레이를 통해 물이나 워셔액을 도포하여 이물질을 제거하거나 도포 후 와이퍼를 이용하여 이물질을 물리적으로 제거할 수 있다.The casing may include equipment for removing foreign matter from the image generating unit. For example, foreign substances adhering to the surface of the image generating unit can be physically removed using a wiper included in the casing. Here, the wiper may be provided in a linear or plate shape with the same or similar curvature as the surface so that it can come into close contact with the surface from which foreign substances are to be removed. As another example, foreign substances can be removed by applying water or washer fluid through a liquid spray included in the casing, or the foreign substances can be physically removed using a wiper after application.
이물질 제거 장비는 수동으로 가동될 수 있지만, 자동으로도 가동될 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 시간 간격으로 이물질 제거 장비가 동작할 수 있다. 또는, 이미지 생성 유닛에 이물질이 달라 붙었는지 여부를 감지하는 센서를 이용하여 이물질 제거 장비를 동작시킬 수 있다. 또는, 이미지 생성 유닛이 촬상한 이미지를 이용하여, 상기 이미지에 이물질이 촬상되었는지 여부를 판단한 후, 이물질이 존재한다고 판단되는 경우에 이물질 제거 장비를 동작시킬 수 있다. 여기서, 이미지에 이물질이 촬상되었는지 여부는 인공 신경망(artificial neural network)을 통하여 판단될 수도 있을 것이다.Debris removal equipment can be operated manually, but can also be operated automatically. For example, foreign matter removal equipment may operate at predetermined time intervals. Alternatively, foreign matter removal equipment can be operated using a sensor that detects whether foreign matter is attached to the image generating unit. Alternatively, the image generation unit may use an image captured to determine whether a foreign substance is captured in the image, and then, if it is determined that a foreign substance exists, the foreign substance removal equipment may be operated. Here, whether a foreign substance is captured in the image may be determined through an artificial neural network.
하나의 센서 모듈(100)은 2개 이상의 동일한 카메라를 포함하는 등 복수의 동일한 장비를 포함할 수도 있다.One sensor module 100 may include a plurality of identical equipment, such as two or more identical cameras.
제어 모듈(200)은 이미지 분석을 수행할 수 있다. 또한, 센서 모듈(100)을 통해 각종 데이터를 수신하는 동작, 출력 장치를 통해 각종 출력을 출력하는 동작, 메모리에 각종 데이터를 저장하거나 메모리로부터 각종 데이터를 획득하는 동작 등이 제어 모듈(200)의 제어에 의해 수행될 수 있다. 이하에서는 본 명세서의 실시예로 개시되는 각종 동작이나 단계들은 별도의 언급이 없는 이상 제어 모듈(200)에 의해 수행되거나 제어 모듈(200)의 제어에 의해 수행되는 것으로 해석될 수 있다.The control module 200 may perform image analysis. In addition, operations of receiving various data through the sensor module 100, operations of outputting various outputs through an output device, operations of storing various data in memory or obtaining various data from memory, etc. are performed by the control module 200. This can be done by control. Hereinafter, various operations or steps disclosed in the embodiments of the present specification may be interpreted as being performed by the control module 200 or under the control of the control module 200, unless otherwise specified.
제어 모듈(200)의 예로는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor, DSP), 상태 기계(state machine), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 무선 주파수 집적 회로(Radio-Frequency Integrated Circuit, RFIC) 및 이들의 조합 등이 있을 수 있다.Examples of the control module 200 include a central processing unit (CPU), graphics processing unit (GPU), digital signal processor (DSP), state machine, and on-demand There may be semiconductors (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Radio-Frequency Integrated Circuit (RFIC), and combinations thereof.
통신 모듈(300)은 장치(10)로부터 외부로 정보를 송신하거나 외부로부터 정보를 수신할 수 있다. 통신 모듈(300)은 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 통신 모듈(300)은 양방향(bi-directional) 또는 단방향 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 통신 모듈(300)을 통해 외부 출력 장치로 정보를 전달하여 제어 모듈(200)이 수행한 제어 결과를 외부 출력 장치를 통해 출력할 수 있다. 또한, 통신 모듈(300)은 선박을 관제하는 해상교통관제시스템(VTS, Vessel Traffic Service)으로부터 선박과 관련된 VTS 정보 또는 CITS(Costal Intelligent Transport System) 정보를 수신할 수 있다.The communication module 300 may transmit information from the device 10 to the outside or receive information from the outside. The communication module 300 can perform wired or wireless communication. The communication module 300 can perform bi-directional or unidirectional communication. For example, the device 10 may transmit information to an external output device through the communication module 300 and output the control results performed by the control module 200 through the external output device. Additionally, the communication module 300 may receive VTS information or Costal Intelligent Transport System (CITS) information related to the ship from a Vessel Traffic Service (VTS) that controls the ship.
센서 모듈(100), 제어 모듈(200) 및 통신 모듈(300)은 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 모듈 내에서 각종 정보의 처리와 연산을 수행하고, 모듈을 구성하는 다른 구성 요소를 제어할 수 있다. 제어부는 물리적으로는 전기 신호를 처리하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있다. 모듈은 물리적으로 단일한 제어부만을 포함할 수도 있으나, 이와 달리 복수의 제어부를 포함할 수도 있다. 일 예로, 제어부는 하나의 컴퓨팅 수단에 탑재되는 하나 또는 복수의 프로세서(processor)일 수 있다. 다른 예로, 제어부는 물리적으로 이격된 서버(server)와 터미널(terminal)에 탑재되어 통신을 통해 협업하는 프로세서들로 제공될 수도 있다. 제어부의 예로는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor, DSP), 상태 기계(state machine), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 무선 주파수 집적 회로(Radio-Frequency Integrated Circuit, RFIC) 및 이들의 조합 등이 있을 수 있다.The sensor module 100, control module 200, and communication module 300 may include a control unit. The control unit can process and calculate various information within the module and control other components that make up the module. The control unit may be physically provided in the form of an electronic circuit that processes electrical signals. A module may physically include only a single control unit, but alternatively, it may include a plurality of control units. As an example, the control unit may be one or more processors mounted on one computing device. As another example, the control unit may be provided by processors mounted on physically separated servers and terminals and collaborating through communication. Examples of control units include Central Processing Unit (CPU), Graphics Processing Unit (GPU), Digital Signal Processor (DSP), state machine, and application specific semiconductor (Application Specific). There may be Integrated Circuit (ASIC), Radio-Frequency Integrated Circuit (RFIC), and combinations thereof.
센서 모듈(100), 제어 모듈(200) 및 통신 모듈(300)은 통신부를 포함할 수 있다. 상기 모듈들은 통신부를 통해 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(100)은 외부로부터 획득한 정보를 그 통신부를 통해 송신하고, 제어 모듈(200)은 그 통신부를 통해 센서 모듈(100)이 송신한 정보를 수신할 수 있다. 통신부는 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 통신부는 양방향(bi-directional) 또는 단방향 통신을 수행할 수 있다.The sensor module 100, control module 200, and communication module 300 may include a communication unit. The modules can transmit and receive information through the communication unit. For example, the sensor module 100 may transmit information obtained from the outside through the communication unit, and the control module 200 may receive information transmitted by the sensor module 100 through the communication unit. The communication unit may perform wired or wireless communication. The communication unit can perform bi-directional or unidirectional communication.
센서 모듈(100), 제어 모듈(200) 및 통신 모듈(300)은 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 각종 프로세싱 프로그램, 프로그램의 프로세싱을 수행하기 위한 파라미터 또는 이러한 프로세싱 결과 데이터 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 학습 및/또는 추론에 필요한 데이터, 학습이 진행중이거나 학습된 인공 신경망 등을 저장할 수 있다. 메모리는 비휘발성 반도체 메모리, 하드 디스크, 플래시 메모리, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 또는 그 외에 유형의(tangible) 비휘발성의 기록 매체 등으로 구현될 수 있다.The sensor module 100, control module 200, and communication module 300 may include memory. The memory may store various processing programs, parameters for processing the programs, or data resulting from such processing. For example, the memory may store data required for learning and/or inference, artificial neural networks that are in progress or have been trained, etc. Memory refers to non-volatile semiconductor memory, hard disk, flash memory, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), or other tangible non-volatile recording media. It can be implemented as follows.
모니터링 장치(10)는 2개 이상의 센서 모듈(100)을 포함하는 등 복수의 동일한 모듈을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하나의 장치(10)가 2개의 센서 모듈(100)을 포함하고, 각 센서 모듈(100)이 다시 2개의 카메라를 포함할 수도 있다.The monitoring device 10 may include a plurality of identical modules, such as two or more sensor modules 100 . For example, one device 10 may include two sensor modules 100, and each sensor module 100 may include two cameras.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 접안 모니터링 장치의 실시예에 관한 도면이다.3 and 4 are diagrams of an embodiment of an eyepiece monitoring device according to an embodiment.
도 3을 참고하면, 모니터링 장치(10)는 센서 모듈(100) 및 제어 모듈(200)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(100)은 카메라(130)를 통해 이미지를 생성하고, 통신부(110)를 통해 이미지를 제어 모듈(200)로 송신할 수 있다. 또한, 센서 모듈(100)의 제어부(120)는 후술할 시점 변환을 수행하여 이미지의 시점을 변환시킬 수 있다. 제어 모듈(200)은 통신부(210)를 통해 센서 모듈(100)로부터 이미지를 수신하고, 제어부(220)를 통해 후술할 위치/이동 정보 추정 및 이미지 정합 등 이미지 분석을 수행할 수 있다. 또한, 제어 모듈(200)은 통신부(210)를 통해 클라우드 서버로 위치/이동 정보 및 정합된 이미지 등 분석 결과를 송신할 수 있다. 클라우드 서버는 제어 모듈(200)로부터 수신한 분석 결과를 스마트폰, 태블릿, PC 등 사용자 단말로 전송하거나 사용자 단말로부터 인스트럭션을 수신할 수 있다.Referring to FIG. 3, the monitoring device 10 may include a sensor module 100 and a control module 200. The sensor module 100 may generate an image through the camera 130 and transmit the image to the control module 200 through the communication unit 110. Additionally, the control unit 120 of the sensor module 100 may convert the viewpoint of the image by performing viewpoint conversion, which will be described later. The control module 200 may receive an image from the sensor module 100 through the communication unit 210 and perform image analysis, such as location/movement information estimation and image matching, which will be described later, through the control unit 220. Additionally, the control module 200 may transmit analysis results such as location/movement information and matched images to the cloud server through the communication unit 210. The cloud server can transmit the analysis results received from the control module 200 to a user terminal such as a smartphone, tablet, or PC, or receive instructions from the user terminal.
도 4를 참고하면, 모니터링 장치(10)는 센서 모듈(100)을 포함할 수 있다. 센서 모듈(100)은 카메라(130)를 통해 이미지를 생성하고, 통신부(110)를 통해 클라우드 서버로 이미지를 전송할 수 있다. 또한, 센서 모듈(100)의 제어부(120)는 후술할 시점 변환을 수행하여 이미지의 시점을 변환시킬 수 있다. 클라우드 서버는 센서 모듈(100)로부터 이미지를 수신하고, 후술할 위치/이동 정보 추정 및 이미지 정합 등 이미지 분석을 수행할 수 있다. 또한, 클라우드 서버는 이미지 분석의 결과를 스마트폰, 태블릿, PC 등 사용자 단말로 전송하거나 사용자 단말로부터 인스트럭션을 수신할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the monitoring device 10 may include a sensor module 100. The sensor module 100 may generate an image through the camera 130 and transmit the image to a cloud server through the communication unit 110. Additionally, the control unit 120 of the sensor module 100 may convert the viewpoint of the image by performing viewpoint conversion, which will be described later. The cloud server may receive an image from the sensor module 100 and perform image analysis, such as location/movement information estimation and image matching, which will be described later. Additionally, the cloud server can transmit the results of image analysis to a user terminal such as a smartphone, tablet, or PC, or receive instructions from the user terminal.
도 2 내지 도 4에서 도시하는 장치(10)는 예시에 불과하며 장치(10)의 구성이 이에 한정되지는 않는다.The device 10 shown in FIGS. 2 to 4 is merely an example, and the configuration of the device 10 is not limited thereto.
일 예로, 장치(10)는 출력 모듈(400)을 포함할 수 있다. 출력 모듈(400)은 제어 모듈(200)에 의해 수행된 연산의 결과 등을 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력 모듈(400)은 분석 결과를 출력할 수 있다. 출력 모듈(400)은 예시적으로 디스플레이, 스피커, 신호 출력 회로 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우 정보를 사용자 단말 등 외부 출력 장치로 전달하여 외부 출력 장치가 정보를 출력하는 것 외에 출력 모듈(400)을 통해 정보를 출력할 수도 있을 것이다.As an example, device 10 may include an output module 400. The output module 400 may output the results of operations performed by the control module 200, etc. For example, the output module 400 may output analysis results. The output module 400 may be, for example, a display, a speaker, a signal output circuit, etc., but is not limited thereto. In this case, in addition to transmitting the information to an external output device such as a user terminal and the external output device outputting the information, the information may also be output through the output module 400.
다른 예로, 장치(10)는 센서 모듈을 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우 제어 모듈(200)은 외부 센서 장치로부터 정보를 전달받아 이미지 분석을 수행하는 등 이미지 기반 모니터링 동작을 수행할 수 있을 것이다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 선박이나 항만에 이미 설치된 AIS, 카메라, 라이다, 레이다 등으로부터 정보를 전달받아 이미지 분석을 수행할 수 있다.As another example, device 10 may not include a sensor module. In this case, the control module 200 may receive information from an external sensor device and perform image-based monitoring operations, such as performing image analysis. For example, the control module 200 may perform image analysis by receiving information from AIS, cameras, lidar, radar, etc. already installed on a ship or port.
또한, 도 2 내지 도 4의 각 구성이 수행하는 단계는 반드시 해당 구성이 수행해야 하는 것은 아니고 다른 구성에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 위의 도 3에서는 센서 모듈(100)의 제어부(120)가 시점 변환을 수행하는 것으로 기재하였으나, 제어 모듈(200)의 제어부(220) 또는 클라우드 서버가 시점 변환을 수행할 수도 있다.Additionally, the steps performed by each component in FIGS. 2 to 4 are not necessarily performed by the corresponding component and may be performed by another component. For example, in FIG. 3 above, the control unit 120 of the sensor module 100 is described as performing viewpoint conversion, but the control unit 220 of the control module 200 or the cloud server may also perform viewpoint conversion. .
이하에서는 모니터링 장치(10) 및 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.Below, we will look at the monitoring device 10 and method in more detail.
이미지 기반 모니터링을 위한 이미지 획득은 센서 모듈(100)을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(100)에 포함된 이미지 생성 유닛을 통해 이미지를 획득할 수 있다. 또는, 전술한 바와 같이 외부 센서 장치로부터 이미지를 획득할 수도 있다. 선박 및 항만 모니터링을 위한 이미지는 바다, 선박, 부표, 장애물, 지형, 항만, 하늘, 건물 등을 포함하는 것이 일반적일 것이다. 이하에서는 주로 가시광선 카메라를 통해 획득한 이미지를 분석하여 모니터링하는 것에 대해 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.Image acquisition for image-based monitoring may be performed through the sensor module 100. For example, an image may be acquired through an image generating unit included in the sensor module 100. Alternatively, the image may be acquired from an external sensor device as described above. Images for ship and port monitoring will typically include the sea, ships, buoys, obstacles, terrain, ports, sky, buildings, etc. Hereinafter, analysis and monitoring of images obtained through a visible light camera will be explained, but the method is not limited to this.
이미지 생성 유닛에 따라 시야각(field of view) 및 피사계 심도(depth of field)가 달라질 수 있다. 도 5는 일 실시예에 따른 시야각 및 피사계 심도에 관한 도면이다. 도 5를 참고하면, 시야각(FOV)은 좌우 또는 상하로 어느 정도의 범위까지 이미지에 포함되는지를 의미할 수 있고, 일반적으로는 각도(angle, degree)로 표현된다. 시야각이 더 크다는 의미는 좌우로 더 큰 폭의 영역을 포함하는 이미지를 생성하거나, 상하로 더 큰 폭의 영역을 포함하는 이미지를 생성하는 것을 의미할 수 있다. 피사계 심도는 이미지의 초점이 맞은 것으로 인식되는 거리 범위를 의미할 수 있고, 피사계 심도가 깊다는 의미는 이미지의 초점이 맞은 것으로 인식되는 거리 범위가 넓다는 것을 의미할 수 있다. 도 5를 참고하면, 피사계 심도(DOF)에 따라 이미지는 초점이 맞은 것으로 인식되는 영역(A1) 및 그 외의 영역(A2)을 포함할 수 있다. 이하에서는 이미지가 포함하고 있는 영역을 촬상 영역(A1 + A2), 초점이 맞은 것으로 인식되는 영역을 유효 영역(A1)이라 하고, 이미지 분석 및 모니터링은 유효 영역에 기초하여 수행될 수 있지만 촬상 영역 전체에 기초하여 수행되거나 촬상 영역의 일부에 기초하여 수행될 수도 있으므로, 이미지 분석 및 모니터링을 수행하기 위해 이용되는 영역을 모니터링 영역이라고 한다.The field of view and depth of field may vary depending on the image generation unit. Figure 5 is a diagram of viewing angle and depth of field according to one embodiment. Referring to FIG. 5, the field of view (FOV) can mean the extent to which the image includes left and right or up and down, and is generally expressed as an angle (degree). A larger viewing angle may mean creating an image that includes a larger area left and right, or creating an image that includes a larger area up and down. Depth of field may mean the distance range at which an image is recognized as being in focus, and a deep depth of field may mean that the distance range at which the image is perceived as being in focus is wide. Referring to FIG. 5, depending on the depth of field (DOF), the image may include an area recognized as in focus (A1) and another area (A2). Hereinafter, the area included in the image is referred to as the imaging area (A1 + A2), and the area recognized as being in focus is referred to as the effective area (A1). Image analysis and monitoring can be performed based on the effective area, but the entire imaging area is referred to as the effective area (A1). Since it may be performed based on or based on a portion of the imaging area, the area used to perform image analysis and monitoring is called a monitoring area.
시야각이 크고 피사계 심도가 얕은 카메라의 예로 광각 카메라가 있다. 시야각이 작고 피사계 심도가 깊은 카메라의 예로는 고배율 카메라, 줌 카메라가 있다.An example of a camera with a large viewing angle and shallow depth of field is a wide-angle camera. Examples of cameras with a small viewing angle and deep depth of field include high-magnification cameras and zoom cameras.
센서 모듈(100)은 항만 내의 조명탑, 크레인, 선박 등 그 위치나 자세에 제한이 없이 설치될 수 있고, 그 개수에도 제한이 없다. 다만, 센서 모듈(100)의 종류 및 성능 등 특성에 따라 그 설치 위치나 개수가 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(100)이 카메라인 경우, 센서 모듈(100)은 효율적인 모니터링을 위해 수면에서 15m 이상의 고도에 설치되거나, 서로 다른 촬상 영역을 갖도록 복수가 설치될 수 있다. 또한, 센서 모듈(100)의 위치 및 자세는 설치 시 또는 설치 후에 수동 또는 자동으로 조절될 수도 있다.The sensor module 100 can be installed without limitation in its location or posture, such as on a lighting tower, crane, or ship within a port, and there is no limitation in its number. However, the installation location or number may vary depending on the characteristics such as the type and performance of the sensor module 100. For example, when the sensor module 100 is a camera, the sensor module 100 may be installed at an altitude of 15 m or more above the water for efficient monitoring, or a plurality of sensor modules 100 may be installed to have different imaging areas. Additionally, the position and posture of the sensor module 100 may be adjusted manually or automatically during or after installation.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 센서 모듈(100)의 설치 위치에 관한 도면이다. 도 6 및 도 7을 참고하면, 센서 모듈(100)은 항만 또는 육지와 같이 고정된 위치에 설치되거나, 선박 등과 같이 이동하는 물체에 설치될 수 있다. 여기서, 센서 모듈(100)이 선박에 설치되는 경우, 도 7과 같이 모니터링의 대상이 되는 선박(이하 “타겟 선박”이라 함)에 설치될 수 있고, 도 6과 같이 타겟 선박의 접안 또는 이안을 보조하는 예인선 등 모니터링의 대상이 아닌 제3의 선박에 설치될 수도 있다. 이 외에도, 센서 모듈(100)은 드론 등에 설치되어 타겟 선박을 모니터링할 수 있다.6 and 7 are diagrams of the installation location of the sensor module 100 according to one embodiment. Referring to FIGS. 6 and 7 , the sensor module 100 may be installed in a fixed location such as a port or land, or may be installed on a moving object such as a ship. Here, when the sensor module 100 is installed on a ship, it can be installed on a ship subject to monitoring (hereinafter referred to as “target ship”) as shown in FIG. 7, and can be installed at or near the berth of the target ship as shown in FIG. 6. It may be installed on a third vessel that is not subject to monitoring, such as an auxiliary tugboat. In addition, the sensor module 100 can be installed on a drone, etc. to monitor the target ship.
모니터링 장치(10)의 다른 구성 요소는 센서 모듈(100)과 함께 또는 이와 별도의 장소에 설치될 수 있다. Other components of the monitoring device 10 may be installed together with the sensor module 100 or in a separate location.
전술한 바와 같이 이미지 기반 모니터링을 위한 이미지 분석은 오브젝트 특성을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 오브젝트의 예로는 선박, 항만, 부표, 바다, 지형, 하늘, 건물, 사람, 동물, 불, 연기 등이 있을 수 있다. 오브젝트 특성의 예로는 오브젝트의 종류, 오브젝트의 위치, 오브젝트까지의 거리, 오브젝트의 절대적 및 상대적인 속력 및 속도 등이 있을 수 있다. 다른 예를 들어, As described above, image analysis for image-based monitoring may include obtaining object characteristics. Examples of objects may include ships, ports, buoys, the sea, terrain, sky, buildings, people, animals, fire, smoke, etc. Examples of object characteristics may include the type of object, the location of the object, the distance to the object, and the absolute and relative speed and velocity of the object. For another example,
이미지 기반 모니터링을 위한 이미지 분석은 주변 상황을 인식/판단하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미지 분석은 항만에 불이 난 이미지로부터 화재 상황이 발생한 것을 판단하거나, 예정되지 않은 시간에 항만에 들어온 사람이 촬상된 이미지로부터 침입자가 들어온 것을 판단하는 것일 수 있다. 다른 예를 들어, 이미지 분석은 연기가 존재하는 이미지로부터 화재를 감지하는 것을 포함할 수 있다.Image analysis for image-based monitoring may include recognizing/determining the surrounding situation. For example, image analysis may determine whether a fire situation has occurred from an image of a fire in a port, or determine whether an intruder has entered the port from an image captured of a person entering the port at an unscheduled time. As another example, image analysis may include detecting a fire from an image in which smoke is present.
이미지 기반 모니터링을 위한 이미지 분석은 제어 모듈(200)이나 각 모듈(100, 200)에 포함된 제어부(120, 220)를 통해 수행될 수 있다.Image analysis for image-based monitoring may be performed through the control module 200 or the control units 120 and 220 included in each module 100 and 200.
도 8은 일 실시예에 따른 이미지 분석에 관한 도면이다. 도 8을 참고하면, 이미지 분석은 오브젝트 인식 단계(S210) 및 위치/이동 정보 추정 단계(S220)를 포함할 수 있다.Figure 8 is a diagram related to image analysis according to one embodiment. Referring to FIG. 8, image analysis may include an object recognition step (S210) and a location/movement information estimation step (S220).
이미지 분석은 오브젝트 인식 단계(S210)를 포함할 수 있다. 오브젝트 인식 단계(S210)는 이미지에 포함된 오브젝트를 인식하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트 인식은 이미지에 선박, 예인선, 바다, 항만 등의 오브젝트가 포함되어 있는지 여부를 판단하는 것일 수 있다. 더 나아가, 오브젝트 인식은 이미지의 어떤 위치에 오브젝트가 존재하는지를 판단하는 것일 수 있다.Image analysis may include an object recognition step (S210). The object recognition step (S210) may include recognizing an object included in the image. For example, object recognition may be determining whether an image includes an object such as a ship, tugboat, sea, or port. Furthermore, object recognition may be determining where an object exists in an image.
도 9 내지 도 11은 일 실시예에 따른 오브젝트 인식 단계에 관한 도면이다.9 to 11 are diagrams of object recognition steps according to an embodiment.
도 9는 카메라가 촬상한 이미지이고, 오브젝트 인식 단계를 통해 도 10 또는 도 11과 같이 오브젝트를 인식할 수 있다. Figure 9 is an image captured by a camera, and through the object recognition step, the object can be recognized as shown in Figure 10 or Figure 11.
구체적으로, 도 10은 이미지의 각 픽셀 별로 해당 픽셀이 어떠한 오브젝트에 대응되는지를 나타낸 것으로, 세그멘테이션(segmentation)이라고도 한다. 이 경우 오브젝트 인식 단계는 세그멘테이션 단계를 의미할 수 있을 것이다. 세그멘테이션을 통해 이미지로부터 이미지상의 픽셀에 대응되는 특성을 할당하거나 산출할 수 있다. 이는 픽셀에 특성이 할당 또는 라벨링(labelling)되었다고 얘기할 수도 있을 것이다. 도 9 및 도 10을 참고하면, 도 9 의 카메라로 촬상된 이미지에 기초한 세그멘테이션을 수행하여 도 10과 같은 세그멘테이션 이미지를 획득할 수 있다. 도 10에서, 제1 픽셀 영역(P1)은 선박에 대응되는 픽셀의 이미지상의 영역이고, 제2 픽셀 영역(P2)은 바다, 제3 픽셀 영역(P3)은 항만의 안벽, 제4 픽셀 영역(P4)은 지형, 제5 픽셀 영역(P5)은 하늘에 대응되는 픽셀의 이미지상의 영역이다.Specifically, Figure 10 shows which object each pixel in the image corresponds to, which is also called segmentation. In this case, the object recognition step may mean a segmentation step. Through segmentation, characteristics corresponding to pixels in the image can be assigned or calculated from the image. This could also be said to have properties assigned or labeled to pixels. Referring to FIGS. 9 and 10 , a segmentation image like that of FIG. 10 can be obtained by performing segmentation based on the image captured by the camera of FIG. 9 . In Figure 10, the first pixel area (P1) is an area on the image of a pixel corresponding to a ship, the second pixel area (P2) is the sea, the third pixel area (P3) is the quay wall of the port, and the fourth pixel area ( P4) is the terrain, and the fifth pixel area (P5) is the area on the image of the pixel corresponding to the sky.
도 10 에서는 세그멘테이션을 수행하여 이미지상의 각 픽셀에 대응되는 오브젝트의 종류에 대한 정보를 산출하는 것을 도시하였으나, 세그멘테이션을 통해 획득할 수 있는 정보가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 오브젝트의 위치, 좌표, 거리, 방향 등의 특성 또한 세그멘테이션을 통해 획득할 수 있을 것이다. 이 경우 서로 다른 특성은 독립적으로 표현될 수도 있고, 동시에 반영하여 표현될 수도 있다.Although FIG. 10 illustrates calculating information about the type of object corresponding to each pixel in the image by performing segmentation, the information that can be obtained through segmentation is not limited to this. For example, characteristics such as location, coordinates, distance, and direction of an object may also be obtained through segmentation. In this case, different characteristics may be expressed independently or reflected simultaneously.
표 1은 일 실시예에 따른 오브젝트의 종류 및 거리에 대한 정보를 동시에 반영한 라벨링에 관한 표이다. 표 1을 참고하면, 오브젝트의 종류 및 거리에 대한 정보를 함께 고려하여 클래스를 설정하고, 각 클래스 별로 식별값을 할당할 수 있다. 예를 들어, 오브젝트의 종류에 대한 정보인 지형과 거리에 대한 정보인 근거리를 함께 고려하여 2번 식별값을 할당할 수 있다. 표 1은 종류에 대한 정보와 거리에 대한 정보를 함께 고려한 경우의 일 예이고, 이 외에 방향 정보, 장애물 이동 방향, 속도, 항로 표지 등 다른 정보 또한 함께 고려될 수 있다. 또한, 모든 식별값이 복수의 정보를 포함해야 하는 것은 아니고, 같은 종류의 정보를 포함해야 하는 것도 아니다. 예를 들어, 특정 식별값은 종류에 대한 정보만 포함하고(예를 들어, 식별값 1은 거리에 대한 정보를 포함하지 않음) 다른 식별값은 종류 및 거리에 대한 정보를 포함하는 등 경우에 따라 다양한 방식으로 표현될 수 있다.Table 1 is a table regarding labeling that simultaneously reflects information on the type and distance of an object according to an embodiment. Referring to Table 1, classes can be set by considering information about the type and distance of the object, and an identification value can be assigned to each class. For example, identification value 2 can be assigned by considering both terrain, which is information about the type of object, and short distance, which is information about distance. Table 1 is an example of a case where information on type and information on distance are considered together, and other information such as direction information, obstacle movement direction, speed, and route signs can also be considered. Additionally, not all identification values must include a plurality of information, nor must they include the same type of information. For example, certain identifiers only contain information about type (e.g., identifier 1 contains no information about distance), while other identifiers contain information about type and distance, etc. It can be expressed in various ways.
도 11은 이미지의 어떤 위치에 오브젝트가 존재하는지를 바운딩 박스(bounding box)로 표시한 것으로, 디텍션(detection)이라고도 한다. 이 경우 오브젝트 인식 단계는 디텍션 단계를 의미할 수 있을 것이다. 세그멘테이션과 비교하면, 디텍션은 이미지의 각 픽셀 별로 특성을 산출하는 것이 아닌 오브젝트가 어느 위치에 포함되어 있는지를 박스 형태로 검출하는 것으로 볼 수 있다. 도 9 및 도 11을 참고하면, 도 9 의 카메라로 촬상된 이미지에 기초한 디텍션을 수행하여 도 11과 같은 디텍션 이미지를 획득할 수 있다. 도 11에서, 이미지상에서 선박을 검출하고 선박의 위치를 사각형의 바운딩 박스(BB)로 표현한 것을 볼 수 있다. 도 11에는 하나의 오브젝트만을 디텍션하는 것으로 도시하였으나, 하나의 이미지로부터 2 이상의 오브젝트를 디텍션할 수도 있다.Figure 11 shows where an object exists in the image as a bounding box, which is also called detection. In this case, the object recognition step may mean the detection step. Compared to segmentation, detection can be seen as detecting where an object is contained in the form of a box rather than calculating characteristics for each pixel of the image. Referring to FIGS. 9 and 11 , a detection image like that of FIG. 11 can be obtained by performing detection based on the image captured by the camera of FIG. 9 . In Figure 11, you can see that a ship is detected on an image and the position of the ship is expressed as a square bounding box (BB). Although FIG. 11 shows that only one object is detected, two or more objects can be detected from one image.
세그멘테이션 및 디텍션은 인공 신경망을 이용하여 수행될 수 있다. 하나의 인공 신경망을 통해 세그멘테이션/디텍션을 수행할 수도 있고, 복수의 인공 신경망을 이용하여 각각의 인공 신경망이 세그멘테이션/디텍션을 수행하고 이 결과를 조합하여 최종 결과를 산출할 수도 있다.Segmentation and detection can be performed using artificial neural networks. Segmentation/detection may be performed using a single artificial neural network, or multiple artificial neural networks may be used, each artificial neural network may perform segmentation/detection, and the results may be combined to produce the final result.
인공 신경망이란 인간의 신경망 구조를 본떠 만든 알고리즘의 일종으로, 하나 이상의 노드 또는 뉴런(neuron)을 포함하는 하나 이상의 레이어를 포함할 수 있고 각각의 노드는 시냅스(synapse)를 통해 연결될 수 있다. 인공 신경망에 입력된 데이터(입력 데이터)는 시냅스를 통해 노드를 거쳐 출력(출력 데이터)될 수 있고, 이를 통해 정보를 획득할 수 있다.An artificial neural network is a type of algorithm modeled after the structure of a human neural network. It may include one or more layers containing one or more nodes or neurons, and each node may be connected through a synapse. Data input to the artificial neural network (input data) can be output (output data) through a node through a synapse, and information can be obtained through this.
인공 신경망의 종류로는 필터를 이용해 특징을 추출하는 합성곱신경망(convolution neural network, CNN) 및 노드의 출력이 다시 입력으로 피드백 되는 구조를 갖는 순환인공신경망(recurrent neural network, RNN)이 있고, 제한된 볼츠만 머신(restricted Boltzmann machine, RBM), 심층신뢰신경망(deep belief network, DBN), 생성대립신경망(generative adversarial network, GAN), 관계형 네트워크(relation networks, RN) 등 다양한 구조가 적용될 수 있고 제한이 있는 것은 아니다.Types of artificial neural networks include a convolution neural network (CNN), which extracts features using filters, and a recurrent neural network (RNN), which has a structure in which the output of a node is fed back to the input. Various structures such as restricted Boltzmann machine (RBM), deep belief network (DBN), generative adversarial network (GAN), and relational networks (RN) can be applied and have limitations. That is not the case.
인공 신경망을 이용하기 전에 학습시키는 단계가 필요하다. 또는, 인공 신경망을 이용하며 학습시킬 수 있다. 이하에서는 인공신경망을 학습시키는 단계를 학습 단계, 이용하는 단계를 추론 단계로 표현하기로 한다. Before using an artificial neural network, a learning step is necessary. Alternatively, it can be trained using an artificial neural network. Hereinafter, the step of learning the artificial neural network will be expressed as the learning step, and the step of using it will be expressed as the inference step.
인공 신경망은 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning), 강화 학습(reinforcement learning), 모방 학습(imitation learning) 등 다양한 방법을 통해 학습될 수 있다.Artificial neural networks can be learned through various methods such as supervised learning, unsupervised learning, reinforcement learning, and imitation learning.
도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 인공 신경망의 학습 단계 및 추론 단계에 관한 도면이다.12 and 13 are diagrams of the learning and inference steps of an artificial neural network according to an embodiment.
도 12는 인공 신경망의 학습 단계의 일 실시예로, 학습되지 않은 인공 신경망이 학습 데이터 또는 훈련 데이터(training data)를 입력 받아 출력 데이터를 출력하고, 출력 데이터와 라벨링 데이터(labelling data)를 비교하여 그 오차의 역전파를 통해 인공 신경망을 학습시킬 수 있다. 학습 데이터, 출력 데이터, 라벨링 데이터는 이미지일 수 있다. 라벨링 데이터는 실측 자료(ground truth)를 포함할 수 있다. 또는, 라벨링 데이터는 사용자 또는 프로그램을 통하여 생성된 자료일 수 있다.12 is an example of the learning step of an artificial neural network, in which an untrained artificial neural network receives learning data or training data, outputs output data, and compares the output data with labeling data. An artificial neural network can be trained through backpropagation of the error. Training data, output data, and labeling data may be images. Labeling data may include ground truth. Alternatively, labeling data may be data generated by a user or a program.
도 13은 인공 신경망의 추론 단계의 일 실시예로, 학습된 인공 신경망이 입력 데이터를 입력 받아 출력 데이터를 출력할 수 있다. 학습 단계에서의 학습 데이터의 정보에 따라 추론 단계에서 추론 가능한 정보가 달라질 수 있다. 또한, 인공 신경망의 학습 정도에 따라 출력 데이터의 정확성이 달라질 수 있다.Figure 13 is an example of an inference step of an artificial neural network, in which a learned artificial neural network receives input data and outputs output data. Information that can be inferred in the inference step may vary depending on the information in the learning data in the learning step. Additionally, the accuracy of output data may vary depending on the degree of learning of the artificial neural network.
이미지 분석은 위치/이동 정보 추정 단계(S220)를 포함할 수 있다. 위치/이동 정보 추정 단계(S220)는 오브젝트 인식 단계(S210)에서 인식된 오브젝트 중 적어도 일부에 대하여 그 위치 및/또는 이동에 관한 정보를 추정하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 위치 정보는 오브젝트의 좌표와 같은 절대적 위치, 특정 기준으로부터의 상대적 위치, 거리(임의의 지점으로부터의 거리, 거리 범위 등), 방향 등을 포함할 있고, 이동 정보는 절대적 속도, 상대적 속도, 속력 등 오브젝트의 이동에 관한 정보를 포함할 수 있다.Image analysis may include a location/movement information estimation step (S220). The position/movement information estimation step S220 may include estimating information about the location and/or movement of at least some of the objects recognized in the object recognition step S210. Here, location information may include absolute position such as the coordinates of the object, relative position from a specific reference, distance (distance from an arbitrary point, distance range, etc.), direction, etc., and movement information may include absolute speed, relative speed, It may contain information about the movement of the object, such as speed.
오브젝트의 위치/이동 정보는 선박의 접안 또는 이안 시 이용될 수 있다. 예를 들어, 선박 접안 또는 이안 시 선석 또는 안벽과의 거리, 이들을 기준으로 한 접근 속도, 다른 선박과의 간격 및 상대 속도 등을 이용하여 선박의 안전한 접안 또는 이안을 보조하거나 가이드 할 수 있다.The location/movement information of the object can be used when docking or unberthing a ship. For example, when berthing or unberthing a ship, the distance to the berth or quay wall, the approach speed based on these, the gap and relative speed with other ships, etc. can be used to assist or guide the safe berthing or unberthing of the ship.
오브젝트의 위치/이동 정보는 선박의 운항 시 이용될 수 있다. 예를 들어, 다른 선박이나 선박 주변의 장애물을 감지하거나, 이들까지의 거리, 이들의 이동 속도 등을 이용하여 충돌을 경고하거나 경로 생성/추천을 하는 등 선박의 안전한 운항을 보조하거나 가이드 할 수 있다. 또는 이러한 정보를 바탕으로 자율 운항을 수행할 수도 있을 것이다.The location/movement information of the object can be used when operating a ship. For example, it can assist or guide the safe navigation of ships by detecting other ships or obstacles around them, warning of collisions by using the distance to them and their moving speed, or creating/recommending a route. . Alternatively, autonomous navigation may be performed based on this information.
오브젝트의 위치/이동 정보는 이미지에 기초하여 산출될 수 있다. 예를 들어, 오브젝트로써 선박, 바다 및 육지를 포함하는 이미지에 기초하여 선박의 위치/이동 정보를 산출할 수 있다. 이하에서는 위치/이동 정보를 추정하는 오브젝트를 타겟 오브젝트라 한다. 예를 들어, 위의 예에서는 선박이 타겟 오브젝트일 수 있다. 또한, 타겟 오브젝트는 복수일 수 있다. 예를 들어, 이미지에 포함된 복수의 선박 각각에 대해 그 위치나 속력 등을 추정하는 경우 복수의 선박이 타겟 오브젝트일 수 있다.Position/movement information of an object may be calculated based on the image. For example, location/movement information of a ship can be calculated based on an image that includes the ship, sea, and land as objects. Hereinafter, an object for which location/movement information is estimated is referred to as a target object. For example, in the example above, a ship may be the target object. Additionally, there may be multiple target objects. For example, when estimating the location or speed of each of a plurality of ships included in an image, the plurality of ships may be target objects.
오브젝트의 위치/이동 정보는 일정 범위를 갖는 복수의 카테고리로 표현될 수 있다. 예를 들어, 거리 정보는 근거리, 중거리 및 원거리 등으로 표현될 수 있고, 방향 정보는 좌측 방향, 정면 방향 및 우측 방향 등으로 표현될 수 있다. 이를 조합하여 좌측 근거리, 우측 원거리 등으로 표현하는 것도 가능할 것이다. 이동 정보는 고속, 저속 등으로 표현될 수 있다.The location/movement information of an object may be expressed as a plurality of categories with a certain range. For example, distance information may be expressed as short distance, middle distance, and far distance, and direction information may be expressed as left direction, front direction, and right direction, etc. It would also be possible to combine these to express left near distance, right far distance, etc. Movement information can be expressed as high speed, low speed, etc.
오브젝트의 위치/이동 정보는 실제 거리값, 방향값 및 속도값 등으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 거리 정보는 미터(m) 단위로 표현될 수 있고, 방향 정보는 도(degree) 단위로 표현될 수 있고, 이동 정보는 cm/s 단위로 표현될 수 있다. The position/movement information of an object can be expressed as actual distance value, direction value, and speed value. For example, distance information may be expressed in meters (m), direction information may be expressed in degrees, and movement information may be expressed in cm/s.
오브젝트의 위치/이동 정보는 영역이나 포인트를 기준으로 추정될 수 있다. 일 예로, 선박과 안벽 사이의 거리는 선박의 일 포인트와 안벽의 일 포인트 사이의 거리를 산출함으로써 추정되거나, 선박의 일 포인트와 안벽과의 최단 거리를 산출함으로써 추정될 수 있다. 다른 예로, 선박 사이의 간격은 제1 선박의 일 포인트와 제2 선박의 일 포인트 사이의 거리를 산출함으로써 추정될 수 있다. 선박의 일 포인트는 바다와 접하는 선박의 일 지점에 대응되거나 선박의 선수 또는 선미에 대응될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The position/movement information of an object can be estimated based on an area or point. For example, the distance between a ship and a quay wall can be estimated by calculating the distance between a point on the ship and a point on the quay wall, or by calculating the shortest distance between a point on the ship and the quay wall. As another example, the spacing between ships can be estimated by calculating the distance between a point on a first ship and a point on a second ship. One point of the ship may correspond to a point of the ship in contact with the sea, or may correspond to the bow or stern of the ship, but is not limited thereto.
오브젝트의 위치/이동 정보는 이미지 픽셀을 기반으로 추정될 수 있다. 전술한 바와 같이 포인트를 기준으로 위치/이동 정보를 추정하는 경우, 이미지 상에서 포인트는 픽셀에 대응될 수 있다. 따라서, 오브젝트의 위치/이동 정보는 이미지 픽셀 사이의 간격에 기초하여 산출될 수 있다. Position/movement information of an object can be estimated based on image pixels. As described above, when location/movement information is estimated based on a point, the point may correspond to a pixel in the image. Accordingly, the position/movement information of the object can be calculated based on the spacing between image pixels.
포인트 사이의 거리 정보는 픽셀 사이의 간격에 기초하여 산출될 수 있다. 일 예로, 하나의 픽셀 간격마다 일정 거리를 할당하고 픽셀 사이의 간격에 비례하여 포인트 사이의 거리를 산출할 수 있다. 다른 예로, 픽셀의 이미지상에서의 좌표값을 바탕으로 픽셀 사이의 거리를 산출하고 이에 기초하여 포인트 사이의 거리를 산출할 수 있다.Distance information between points can be calculated based on the spacing between pixels. For example, a certain distance may be assigned to each pixel interval, and the distance between points may be calculated in proportion to the interval between pixels. As another example, the distance between pixels can be calculated based on the coordinate value of the pixel in the image, and the distance between points can be calculated based on this.
포인트 사이의 이동 정보는 포인트 사이의 거리 정보의 변화에 기초하여 산출될 수 있다. 이 경우 복수의 이미지 또는 영상 프레임에 기초하여 이동 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 이전 프레임에서의 포인트 사이의 거리와 현재 프레임에서의 포인트 사이의 거리 및 프레임 사이의 시간 간격에 기초하여 포인트 사이의 이동 정보를 산출할 수 있다. Movement information between points may be calculated based on changes in distance information between points. In this case, movement information can be calculated based on a plurality of images or video frames. For example, movement information between points can be calculated based on the distance between points in the previous frame, the distance between points in the current frame, and the time interval between frames.
도 14 및 도 15는 일 실시예에 따른 오브젝트의 위치/이동 정보 추정에 관한 도면이다.14 and 15 are diagrams related to estimating location/movement information of an object according to an embodiment.
도 14를 참고하면, 위치/이동 정보 추정 단계는 선박(OBJ1)의 접안 또는 이안 시 안벽(OBJ2)과의 위치/이동 정보(f1, f2) 또는 다른 선박(OBJ3, OBJ4)과의 위치/이동 정보(f3, f4)를 추정하는 것을 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 선박(OBJ1)과 안벽(OBJ2) 사이의 위치/이동 정보(f1, f2)는 선박(OBJ1)의 2개의 포인트에 대해 산출될 수 있다. 이 경우 상기 2개의 포인트는 선박(OBJ1)이 바다와 접하는 지점에 대응될 수 있다. 또한, 선박(OBJ1)과 안벽(OBJ2) 사이의 거리는 상기 2개의 포인트와 안벽(OBJ2) 사이의 최단 거리일 수 있다. 선박(OBJ1)과 다른 선박(OBJ3, OBJ4) 사이의 위치/이동 정보(f3, f4)는 선박들(OBJ1, OBJ3, OBJ4)의 선수 또는 선미에 대응되는 포인트 사이의 위치/이동 정보일 수 있다. 이와 같이 위치/이동 정보가 선박의 접안 또는 이안에 이용되어 이를 보조하거나 가이드 하는 경우 접안 가이드 정보 또는 이안 가이드 정보라 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 14, the position/movement information estimation step is the position/movement information (f1, f2) with the quay wall (OBJ2) or the position/movement with other ships (OBJ3, OBJ4) when berthing or berthing of the ship (OBJ1). It may include estimating information (f3, f4). As shown in FIG. 14, position/movement information (f1, f2) between the ship OBJ1 and the quay OBJ2 can be calculated for two points of the ship OBJ1. In this case, the two points may correspond to the point where the ship OBJ1 touches the sea. Additionally, the distance between the ship OBJ1 and the quay OBJ2 may be the shortest distance between the two points and the quay OBJ2. The position/movement information (f3, f4) between the ship (OBJ1) and other ships (OBJ3, OBJ4) may be position/movement information between points corresponding to the bow or stern of the ships (OBJ1, OBJ3, OBJ4). . In this way, when location/movement information is used to assist or guide the berthing or berthing of a ship, it may be referred to as berthing guide information or berthing guide information.
도 15를 참고하면, 위치/이동 정보 추정 단계는 선박(OBJ5)의 운항 시 다른 선박(OBJ6)이나 부표 등 장애물(OBJ7)과의 위치/이동 정보(f5, f6)를 추정하는 것을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15, the location/movement information estimation step may include estimating the location/movement information (f5, f6) with respect to other vessels (OBJ6) or obstacles such as buoys (OBJ7) when operating the vessel (OBJ5). there is.
위치/이동 정보 추정 단계에서 산출한 데이터에 기반하여 항만 운용이나 관리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 선박이 방충제(fender)와 충돌하는 경우 선박의 속도 등 이동 정보로부터 충격량 등을 계산하여 방충제의 교체 시기를 예측할 수 있을 것이다.Port operation or management can be performed based on the data calculated in the location/movement information estimation stage. For example, if a ship collides with an insect repellent (fender), it will be possible to predict when to replace the fender by calculating the amount of impact from movement information such as the ship's speed.
이상에서는 오브젝트 인식 단계를 수행한 후 위치/이동 정보를 추정하는 방식의 이미지 분석의 실시예에 대해 살펴보았다. 이와 달리, 오브젝트 인식과 위치/이동 정보 추정이 하나의 단계로 수행될 수도 있다. 예를 들어, 세그멘테이션 또는 디텍션을 수행하여 오브젝트를 인식함과 동시에 오브젝트의 위치/이동 정보를 추정할 수 있다.In the above, we looked at an example of image analysis that estimates location/movement information after performing the object recognition step. Alternatively, object recognition and location/movement information estimation may be performed in one step. For example, segmentation or detection can be performed to recognize an object and at the same time estimate the object's location/movement information.
이미지 상의 모든 선박을 모니터링하는 경우 선박의 접안 가이드 정보를 획득하기 위한 데이터 연산량이 많아져 장치(10)의 처리 속도가 저하될 수 있다. 또한, 모니터링의 대상이 되는 타겟 선박을 결정하여 타겟 선박만의 접안 가이드 정보를 획득하고(일 예로, 선수 거리, 선미 거리 등), 획득한 접안 가이드 정보를 출력함으로써 사용자는 다른 불필요한 정보가 제외된 접안에 필요한 정보를 제공받을 수 있다. 이를 위해, 제어 모듈(200)은 이미지 생성 유닛을 이용하여 획득한 적어도 하나의 이미지에 복수의 선박이 포함된 경우 타겟 선박을 결정하는 이미지 분석을 수행할 수 있다. When all ships on the image are monitored, the amount of data calculation to obtain the ship's berthing guide information increases, which may slow down the processing speed of the device 10. In addition, by determining the target vessel that is the target of monitoring, berthing guide information only for the target vessel (e.g., bow distance, stern distance, etc.), and outputting the obtained berthing guide information, the user can exclude other unnecessary information. You can receive the information necessary for berthing. To this end, the control module 200 may perform image analysis to determine the target ship when at least one image acquired using the image generation unit includes a plurality of ships.
도 16은 일 실시예에 따른 타겟 선박 결정에 관한 순서도이다. Figure 16 is a flowchart for determining a target vessel according to one embodiment.
도 16을 참고하면, 이미지 기반 모니터링은 선박 트래킹 단계(S213), 트래킹 정보 획득 단계(S216) 및 타겟 선박 결정 단계(S219)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 16, image-based monitoring may include a ship tracking step (S213), a tracking information acquisition step (S216), and a target ship determination step (S219).
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 이미지 상의 선박을 트래킹할 수 있다(S213). According to one embodiment, the control module 200 may track a ship on an image (S213).
트래킹(tracking)은 이미지 상에서 시공간적으로 변화하는 특징점(오브젝트, 트래킹 대상)을 추적하는 행위를 의미한다. 예를 들어, 트래킹은 이미지 상에서 시공간적으로 변화하는 특징점의 위치, 형태, 움직임, 궤도, 정보 등을 추적하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 트래킹은 이미지 상에 특징점의 화상을 계속 보존하도록 하는 것을 포함할 수도 있다. Tracking refers to the act of tracking feature points (objects, tracking targets) that change in space and time on an image. For example, tracking may include tracking the location, shape, movement, trajectory, information, etc. of feature points that change spatially and temporally in an image. Tracking may also include continuing to preserve images of feature points on the image.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 세그멘테이션된 이미지에 기초하여 선박의 트래킹을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 세그멘테이션된 이미지 중 픽셀의 클래스 값이 선박에 해당하는 영역에 기초하여 선박을 트래킹할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 연속 촬영된 이미지의 세그멘테이션된 이미지들(연속)의 클래스 값이 선박에 해당하는 픽셀에 기초하여 트래킹할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(200)은 클래스 값이 선박에 해당하는 픽셀에 의해 형성되는 선박 에어리어 내부의 선박의 대표 포인트(픽셀)를 연속되는 프레임들 간에 트래킹할 수 있다. According to one embodiment, the control module 200 may perform tracking of the ship based on the segmented image. Specifically, the control module 200 may track the ship based on the area in the segmented image where the class value of the pixel corresponds to the ship. For example, the control module 200 may track the class value of segmented images (continuous) of continuously captured images based on pixels corresponding to ships. Here, the control module 200 may track the representative point (pixel) of the ship within the ship area, whose class value is formed by the pixel corresponding to the ship, between successive frames.
도 17은 일 실시예에 따른 선박의 트래킹의 일 예에 관한 도면이다.Figure 17 is a diagram of an example of ship tracking according to an embodiment.
도 17을 참조하면, 제어 모듈(200)은 연속 촬영된 이미지에서 선박을 나타내는 대표 포인트들(141, 142, 143)을 추적함으로써 이미지의 선박들을 트래킹할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 세그멘테이션 이미지의 각각의 선박들에 대응하는 영역 상의 하나의 포인트를 트래킹할 수 있다.Referring to FIG. 17, the control module 200 may track ships in the image by tracking representative points 141, 142, and 143 representing the ships in continuously captured images. For example, the control module 200 may track one point on an area corresponding to each vessel in the segmentation image.
선박의 대표 포인트(141, 142, 143)는 어떠한 특징점이어도 무방하나, 세그멘테이션된 이미지는 단일한 클래스 값을 가지므로, 예시적으로 제어 모듈(200)은 선박에 대응하는 영역의 중앙에 위치하는 포인트(141)를 대표 포인트로 결정할 수 있다. The representative points 141, 142, and 143 of the ship may be any feature points, but since the segmented image has a single class value, the control module 200 illustratively uses a point located in the center of the area corresponding to the ship. (141) can be determined as the representative point.
물론, 제어 모듈(200)은 선박의 대표 포인트(141, 142, 143)를 선박 영역의 최상단 포인트, 최하단 포인트(142), 최좌단 포인트, 최우단 포인트(143) 등 다른 위치의 포인트로 결정해도 무방하며, 뿐만 아니라 제어 모듈(200)은 하나의 픽셀을 선박의 대표 포인트로 결정하여 이를 트래킹하는 대신 선박에 대응하는 영역의 외곽선, 또는 영역 자체를 트래킹하는 것도 가능하다.Of course, the control module 200 may determine the ship's representative points (141, 142, 143) as points in other locations, such as the top point, bottom point (142), left-most point, and right-most point (143) of the ship area. It is possible, and the control module 200 may determine one pixel as a representative point of the ship and track the outline of the area corresponding to the ship, or the area itself, instead of tracking it.
트래킹에는 다양한 기법이 활용될 수 있으며, 그 예시로 칼만 필터(Kalman filter), 확장 칼만 필터(Extended Kalman filter), 무향 칼만 필터(Unscented Kalman filter), 파티클 필터(Particle filter), 인포메이션 필터(Information filter), 히스토그람 필터(Histogram Filter) 등을 포함하고, 트래킹은 이들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.Various techniques can be used for tracking, examples of which include Kalman filter, Extended Kalman filter, Unscented Kalman filter, Particle filter, and Information filter. ), histogram filter, etc., and at least one of these may be applied to tracking.
물론, 반드시 그러한 것은 아니며, 제어 모듈(200)은 배경영상과 차영상을 이용하여 선박을 트래킹하는 등 촬상 영상 등의 이미지에 기초하여 선박을 트래킹할 수 있는 등 제어 모듈(200)은 다양한 방식으로 선박을 트래킹할 수 있다. Of course, this is not necessarily the case, and the control module 200 can track the ship based on images such as captured images, such as tracking the ship using a background image and a difference image. You can track ships.
또한, 트래킹하는 단계(S213)는 제어 모듈(200)이 이미지 상에 포함된 선박 중 예인선이 아닌 선박을 트래킹하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 세그멘테이션 이미지에 기초하여 선박 중 예인선이 아닌 선박을 트래킹할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 예인선, 예인선을 제외한 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 예인선, 예인선을 제외한 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습된 인공 신경망을 이용하여 이미지 세그멘테이션을 수행하고, 예인선을 제외한 선박을 트래킹할 수 있다. 여기서, 생성된 세그멘테이션 이미지는 예인선을 제외한 선박에 대응되도록 라벨링된 픽셀을 포함할 수 있고, 제어 모듈(200)은 예인선을 제외한 선박에 대응하는 픽셀을 트래킹할 수 있다.Additionally, the tracking step (S213) may include the control module 200 tracking a ship other than a tugboat among the ships included in the image. For example, the control module 200 may track a ship that is not a tugboat among ships based on the segmentation image. Specifically, the control module 200 displays pixels corresponding to the input image and objects including the sea, a tugboat, ships other than a tugboat, and terrain features included in the input image, respectively. Image segmentation can be performed using an artificial neural network learned using a learning set labeled with class values indicating water, and ships excluding tugboats can be tracked. Here, the generated segmentation image may include pixels labeled to correspond to ships other than tugboats, and the control module 200 may track pixels corresponding to ships other than tugboats.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 이미지 상의 트래킹되는 선박의 트래킹 정보를 획득할 수 있다(S216). According to one embodiment, the control module 200 may obtain tracking information of the ship being tracked on the image (S216).
트래킹 정보는 트래킹되는 선박에 대한 정보를 의미할 수 있고, 트래킹 정보는 타겟 선박을 결정하기 위해 이용될 수 있다. 한정되지 않는 예를 들어, 트래킹 정보는 선박의 위치 정보, 선박의 이동 정보, 선박의 VTS 정보, 선박의 AIS 정보, 사용자 입력 정보 등을 포함할 수 있다.Tracking information may refer to information about the ship being tracked, and the tracking information may be used to determine the target ship. For example, but not limited to, tracking information may include location information of the ship, movement information of the ship, VTS information of the ship, AIS information of the ship, user input information, etc.
일 실시예에 따르면, 트래킹 정보를 획득하는 단계(S216)는 제어 모듈(200)이 이미지로부터 선박의 위치 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 연속 촬영된 이미지에서 트래킹되는 선박의 대표 포인트의 위치 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 선박의 대표 포인트의 위치 정보는 대표 포인트와 안벽 사이의 거리, 대표 포인트와 다른 오브젝트 사이의 거리, 대표 포인트의 이미지 상의 좌표 등에 관한 정보 등일 수 있다.According to one embodiment, the step of acquiring tracking information (S216) may include the control module 200 acquiring location information of a ship from an image. For example, the control module 200 may acquire location information of a representative point of a ship being tracked in continuously captured images. Here, the location information of the representative point of the ship may be information about the distance between the representative point and the quay wall, the distance between the representative point and another object, the coordinates of the representative point on the image, etc.
일 실시예에 따르면, 트래킹 정보를 획득하는 단계(S216)는 제어 모듈(200)이 이미지로부터 선박의 이동 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 연속 촬영된 이미지에서 트래킹되는 선박의 대표 포인트의 이동 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(200)은 대표 포인트의 이동 정보를 대표 포인트의 위치 정보에 기초하여 획득할 수 있다. 여기서, 선박의 대표 포인트의 이동 정보는 대표 포인트의 안벽으로의 접근 속도, 대표 포인트의 다른 오브젝트로의 접근 속도, 대표 포인트의 속도 변화 등에 관한 정보 등일 수 있다.According to one embodiment, the step of acquiring tracking information (S216) may include the control module 200 acquiring movement information of the ship from an image. For example, the control module 200 may obtain movement information of a representative point of a ship being tracked in continuously captured images. Here, the control module 200 may obtain movement information of the representative point based on the location information of the representative point. Here, the movement information of the representative point of the ship may be information on the approach speed of the representative point to the quay, the approach speed of the representative point to another object, the speed change of the representative point, etc.
일 실시예에 따르면, 트래킹 정보를 획득하는 단계(S216)는 제어 모듈(200)이 트래킹되는 선박의 VTS 정보 및 AIS 정보 등의 항해 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 VTS 정보 및 AIS 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 여기서 제어 모듈(200)은 항해 정보에 따른 선박의 도착지에 관한 정보, 선박의 접안 예정 시간 등을 획득할 수 있다.According to one embodiment, the step of acquiring tracking information (S216) may include the control module 200 acquiring navigation information such as VTS information and AIS information of the tracked ship. For example, the control module 200 may obtain at least one of VTS information and AIS information. Here, the control module 200 can obtain information about the destination of the ship according to navigation information, the scheduled berthing time of the ship, etc.
일 실시예에 따르면, 트래킹 정보를 획득하는 단계(S216)는 제어 모듈(200)이 트래킹되는 선박에 대한 사용자 입력 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 사용자 단말기로부터 타겟 선박의 결정에 이용되는 사용자 입력 정보를 획득할 수 있다.According to one embodiment, the step of acquiring tracking information (S216) may include the control module 200 acquiring user input information about the tracked ship. For example, the control module 200 may obtain user input information used to determine a target ship from a user terminal.
다만, 트래킹 정보의 획득은 상술한 방식에 의해 수행되는 것으로 한정될 필요는 없고 다양한 방식으로 수행될 수 있다. However, acquisition of tracking information need not be limited to being performed by the above-described method and may be performed in various ways.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 획득된 트래킹 정보에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다(S219). According to one embodiment, the control module 200 may determine the target ship based on the acquired tracking information (S219).
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 획득한 선박의 위치 정보에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 선박과 안벽 사이의 거리에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다.According to one embodiment, the control module 200 may determine the target ship based on the acquired location information of the ship. For example, the control module 200 may determine the target ship based on the distance between the ship and the quay wall.
도 18은 일 실시예에 따른 위치 정보에 기초한 타겟 선박 결정의 일 예에 관한 도면이다.Figure 18 is a diagram of an example of target vessel determination based on location information according to an embodiment.
도 18을 참고하면, 제어 모듈(200)은 이미지 상에 복수의 선박이 있는 경우 위치 정보에 기초하여 모니터링의 대상이 되는 타겟 선박을 결정할 수 있다.Referring to FIG. 18, when there are a plurality of ships in the image, the control module 200 may determine a target ship to be monitored based on location information.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박의 안벽으로부터의 거리에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. 여기서, 트래킹되는 선박의 안벽으로부터의 거리는 트래킹되는 선박의 대표 포인트와 안벽 사이의 거리일 수 있다. According to one embodiment, the control module 200 may determine the target ship based on the distance from the quay wall of the tracked ship. Here, the distance from the quay wall of the tracked ship may be the distance between the representative point of the tracked ship and the quay wall.
예를 들어, 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박 중 안벽으로부터의 거리가 임계거리 미만인 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 도 18을 참고하면 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박 중 안벽과의 거리가 기설정된 임계거리(d0)보다 작은 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 제어 모듈(200)은 타겟 선박으로 결정된 선박(151)이 움직여 안벽과의 거리가 d0 보다 먼 장소에 위치하는 경우 선박(151)은 타겟 선박이 아닌 것으로 결정할 수 있다. 또한, 제어 모듈(200)은 선박(152)이 움직여 안벽과의 거리가 d0 보다 가까운 장소에 위치하는 경우 선박(152)을 타겟 선박으로 결정할 수 있다.For example, the control module 200 may determine a ship whose distance from the quay wall is less than a critical distance among tracked ships as the target ship. Referring to FIG. 18, the control module 200 may determine a ship whose distance from the quay wall is smaller than a preset threshold distance (d 0 ) among the tracked ships as the target ship. If the ship 151 determined to be the target ship moves and is located at a location where the distance from the quay wall is greater than d 0 , the control module 200 may determine that the ship 151 is not the target ship. Additionally, the control module 200 may determine the ship 152 as the target ship when the ship 152 moves and is located at a location where the distance from the quay wall is closer than d 0 .
제어 모듈(200)은 타겟 선박 결정에 이용되는 임계거리를 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 임계거리를 인식된 선박의 크기에 기초하여 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 선박의 크기가 클수록 임계거리를 크게 설정할 수 있다. 뿐만 아니라, 제어 모듈(200)은 이미지 상의 선박 중 안벽이 아닌 특정 물체(구조물 등)와의 거리가 임계거리 보다 작은 선박을 타겟 선박으로 결정하는 것도 가능하다.The control module 200 can set various threshold distances used to determine the target vessel. For example, the control module 200 may set the critical distance based on the size of the recognized vessel. Specifically, the control module 200 can set the critical distance to be larger as the size of the ship increases. In addition, the control module 200 may determine as the target ship a ship whose distance to a specific object (structure, etc.) other than a quay wall among ships in the image is smaller than the critical distance.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박의 이미지 상의 위치에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. 여기서, 트래킹되는 선박의 이미지 상의 위치는 트래킹되는 선박의 대표 포인트의 이미지 상의 위치일 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 이미지 상의 선박 중 이미지의 기설정된 특정 영역 상에 위치하는 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 도 18을 참고하면 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박 중 이미지 상의 기설정된 정사각형 형태의 영역(153) 내에 위치하는 선박(151)을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 제어 모듈(200)은 선박(152)이 움직여 영역(153) 내에 위치하는 경우 선박(152)을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 또한, 제어 모듈(200)은 타겟 선박으로 결정된 선박(151)이 움직여 영역(153) 밖에 위치하는 경우 선박(151)을 타겟 선박에서 제외할 수 있다. According to one embodiment, the control module 200 may determine the target ship based on the location on the image of the tracked ship. Here, the position on the image of the tracked ship may be the position on the image of the representative point of the tracked ship. For example, the control module 200 may determine a ship located in a preset specific area of the image among ships in the image as the target ship. Referring to FIG. 18, the control module 200 may determine a ship 151 located within a preset square-shaped area 153 on the image among the ships being tracked as the target ship. The control module 200 may determine the ship 152 as the target ship when the ship 152 moves and is located within the area 153. Additionally, the control module 200 may exclude the ship 151 determined as the target ship from the target ships when the ship 151 moves and is located outside the area 153.
제어 모듈(200)은 영역(153)을 다양한 방식으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 영역(153)의 크기, 모양, 개수 등을 다양하게 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 영역(153)을 이미지가 촬상된 선석에서 선박이 주로 들어오는 경로 주위의 영역, 선박이 주로 접안하는 구역 등으로 결정할 수 있다. 또한 반대로, 제어 모듈(200)은 이미지 상의 선박 중 기설정된 특정 영역(153)을 제외한 영역에 위치한 선박을 타겟 선박으로 결정하는 것도 가능하다.The control module 200 can set the area 153 in various ways. For example, the control module 200 can determine the size, shape, number, etc. of the area 153 in various ways. Specifically, the control module 200 may determine the area 153 as an area around the path through which ships usually enter from the berth where the image is captured, an area where ships mainly dock, etc. Also, conversely, the control module 200 may determine a ship located in an area other than the preset specific area 153 among ships in the image as the target ship.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 획득한 선박의 이동 정보에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 선박이 안벽으로 접근하는 속도에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다.According to one embodiment, the control module 200 may determine the target ship based on the acquired movement information of the ship. For example, the control module 200 may determine the target ship based on the speed at which the ship approaches the quay.
도 19는 일 실시예에 따른 이동 정보에 기초한 타겟 선박 결정의 일 예에 관한 도면이다. 19 is a diagram illustrating an example of target vessel determination based on movement information according to an embodiment.
도 19를 참고하면, 제어 모듈(200)은 이미지 상에 복수의 선박이 있는 경우 이동 정보에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다.Referring to FIG. 19, when there are multiple ships in the image, the control module 200 may determine the target ship based on movement information.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박의 속도에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 이미지 상의 선박 중 속도의 크기(속도의 절대값)가 임계속도보다 큰 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 도 16을 참고하면 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박 중 임계속도 값보다 큰 값인 vo의 속도로 접근하는 선박(161)을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 제어 모듈(200)은 타겟 선박으로 결정된 선박(161)이 접안이 완료되어 선석에 가만히 멈춰있는 경우 선박(161)을 타겟 선박이 아닌 것으로 결정할 수 있다. 또한, 제어 모듈(200)은 정박해있던 선박(162)이 움직여 임계속도보다 큰 값의 속도(방향 무관)로 움직이는 경우 선박(162)을 타겟 선박으로 결정할 수 있다.According to one embodiment, the control module 200 may determine the target ship based on the speed of the tracked ship. For example, the control module 200 may determine a ship whose speed (absolute value of speed) is greater than the critical speed among ships in the image as the target ship. Referring to FIG. 16, the control module 200 may determine a ship 161 approaching at a speed v o greater than the critical speed value among the tracked ships as the target ship. The control module 200 may determine that the ship 161, which is determined to be the target ship, is not the target ship when berthing is completed and the ship 161 is stationary at the berth. Additionally, the control module 200 may determine the ship 162 as the target ship when the anchored ship 162 moves at a speed (regardless of direction) greater than the critical speed.
제어 모듈(200)은 타겟 선박 결정에 이용되는 임계속도 크기를 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박 결정에 이용되는 임계속도를 선박의 크기에 기초하여 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 선박의 크기가 클수록 임계속도가 크도록 결정할 수 있다.The control module 200 can set the critical speed size used to determine the target vessel in various ways. For example, the control module 200 may determine the critical speed used to determine the target ship based on the size of the ship. Specifically, the control module 200 may determine that the critical speed increases as the size of the ship increases.
뿐만 아니라, 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박 중 속도의 방향, 크기, 속도 변화(가속도) 등 이동 정보와 관련된 조건에 기초하여 타겟 선박을 결정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 이미지 상의 선박 중 가속도의 크기(가속도의 절대값)가 기설정된 값보다 큰 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다.In addition, the control module 200 is also capable of determining a target ship among tracked ships based on conditions related to movement information, such as direction of speed, size, and change in speed (acceleration). For example, the control module 200 may determine a ship whose acceleration magnitude (absolute value of acceleration) is greater than a preset value among ships in the image as the target ship.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 획득한 선박의 항해 정보에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. 여기서, 항해 정보란 선박이 항해하는 것과 관련된 정보를 포함할 수 있고, 예를 들어, 항해 정보는 AIS 정보, VTS 정보, CITS 정보 등일 수 있다. 항해 정보는 선박의 항해와 관련하여 선박의 출발지, 도착지, 계류지, 항해 경로 등의 정보를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the control module 200 may determine the target ship based on the acquired navigation information of the ship. Here, navigation information may include information related to the navigation of a ship. For example, navigation information may be AIS information, VTS information, CITS information, etc. Navigation information may include information such as the ship's departure point, destination, mooring point, and navigation route in relation to the ship's voyage.
예를 들어, 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박의 항해 정보에 따른 도착지에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다.For example, the control module 200 may determine the target ship based on the destination according to navigation information of the tracked ship.
도 20은 일 실시예에 따른 항해 정보에 기초한 타겟 선박 결정의 일 예에 관한 도면이다.Figure 20 is a diagram of an example of target vessel determination based on navigation information according to an embodiment.
도 20을 참고하면, 제어 모듈(200)은 이미지 상에 복수의 선박이 있는 경우 항해 정보에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. Referring to FIG. 20, when there are multiple ships in the image, the control module 200 may determine the target ship based on navigation information.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박의 항해 정보에 따른 도착지에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 이미지 상의 선박 중 항해 정보에 따른 도착지가 이미지를 촬상한 카메라가 설치된 선석인 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 도 17을 참고하면 트래킹되는 선박 중 항해 정보에 따른 도착지가 해당 이미지를 촬상한 카메라가 설치된 선석인 선박(171)을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 제어 모듈(200)은 타겟 선박으로 결정된 선박(171)이 항해 정보에 따라 이안 또는 출항하는 경우 선박(171)을 타겟 선박이 아닌 것으로 결정할 수 있다. 또한, 제어 모듈(200)은 선박(172)이 다른 곳에서 계류하고 난 후, 새로운 항해 정보에 따라 해당 이미지를 촬상한 카메라가 설치된 선석으로 접안하는 경우 선박(172)을 타겟 선박으로 결정할 수 있다.According to one embodiment, the control module 200 may determine the target ship based on the destination according to navigation information of the tracked ship. For example, the control module 200 may determine, among ships in the image, a ship whose destination according to navigation information is a berth on which a camera that captured the image is installed as the target ship. Referring to FIG. 17, among the ships being tracked, the ship 171, whose destination according to navigation information is a berth equipped with a camera that captured the image, can be determined as the target ship. When the ship 171 determined as the target ship departs or departs port according to navigation information, the control module 200 may determine that the ship 171 is not the target ship. In addition, the control module 200 may determine the ship 172 as the target ship when the ship 172 docks elsewhere and docks at a berth where a camera that captured the image is installed according to new navigation information. .
뿐만 아니라, 제어 모듈(200)은 항해 정보와 관련되는 다른 조건에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 항해 정보에 따라 선석에서 접안이 이루어지기로 예정된 시간에 이미지 상에 인식되는 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다.In addition, the control module 200 may determine the target vessel based on other conditions related to navigation information. For example, the control module 200 may determine a ship recognized on the image as the target ship at a time scheduled to dock at the berth according to navigation information.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 획득한 사용자 입력 정보에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. 사용자 입력 정보란 사용자의 기기로부터 입력되어 수신되는 정보를 포함할 수 있고, 예를 들어, 사용자 입력 정보는 모니터링을 수행할 선박 선택, 선석 선택 등과 관련되어 사용자로부터 입력 받은 정보를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the control module 200 may determine the target ship based on acquired user input information. User input information may include information input and received from the user's device. For example, user input information may include information input from the user related to selection of a vessel to perform monitoring, selection of berths, etc.
도 21은 일 실시예에 따른 사용자 입력 정보에 기초한 타겟 선박 결정의 일 예에 관한 도면이다. Figure 21 is a diagram of an example of target ship determination based on user input information according to an embodiment.
도 21을 참고하면, 제어 모듈(200)은 이미지 상에 복수의 선박이 있는 경우 사용자 입력 정보에 기초하여 타겟 선박을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박 중 사용자 입력 정보에 따라 모니터링 대상으로 선택되는 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 도 18을 참고하면 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박 중 사용자 입력 정보에 따라 화면에 표시되는 지시자(193)로부터 선택되는 선박(181)을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 제어 모듈(200)은 타겟 선박으로 결정된 선박(181)이 접안이 완료되고 난 후에 사용자 입력 정보에 따라 선택되지 않는 선박(181)을 타겟 선박이 아닌 것으로 결정할 수 있다. 또한, 제어 모듈(200)은 선택되지 않은 선박(182)이 사용자 입력 정보에 따라 사용자로부터 선택되는 경우 선박(182)을 타겟 선박으로 결정할 수 있다.Referring to FIG. 21, when there are multiple ships in the image, the control module 200 may determine the target ship based on user input information. For example, the control module 200 may determine a ship selected as a target for monitoring according to user input information among tracked ships as the target ship. Referring to FIG. 18, the control module 200 may determine a ship 181 selected from the indicator 193 displayed on the screen according to user input information among the ships being tracked as the target ship. After the ship 181 determined as the target ship has completed berthing, the control module 200 may determine that the ship 181 that is not selected according to user input information is not the target ship. Additionally, the control module 200 may determine the ship 182 as the target ship when the unselected ship 182 is selected by the user according to user input information.
여기서, 타겟 선박 결정에 이용되는 사용자 입력 정보는 다양한 방식으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력 정보는 항만에 출입하는 선박의 목록 중 선박을 선택하여 타겟 선박을 결정하는 정보일 수 있다. 또한, 사용자 입력 정보는 출력되는 항만 이미지(일 예로, 사용자 단말의 출력된 이미지) 상에서 선택된 위치에 있는 선박을 타겟 선박을 결정하는 정보일 수 있다.Here, user input information used to determine the target ship may be provided in various ways. For example, the user input information may be information for determining a target ship by selecting a ship from a list of ships entering or leaving a port. Additionally, the user input information may be information that determines the target ship, which is a ship located at a selected location on an output port image (for example, an image output from a user terminal).
뿐만 아니라, 제어 모듈(200)은 복수의 선석에서 촬상된 이미지 중 모니터링 정보가 출력이 되는 선석의 이미지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 복수의 선석에서 촬상된 이미지 중 사용자 입력 정보에 따라 선택된 선석의 이미지를 출력하고 상기 이미지에 포함된 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다.In addition, the control module 200 may determine the image of the berth from which monitoring information is output among images captured from a plurality of berths. For example, the control module 200 may output an image of a berth selected according to user input information among images captured from a plurality of berths and determine a ship included in the image as the target ship.
또한, 획득된 트래킹 정보에 기초하여 타겟 선박을 결정하는 단계(S216)는 제어 모듈(200)이 이미지 상에서 하나의 타겟 선박을 결정하는 것을 포함할 수 있다. Additionally, the step of determining a target ship based on the acquired tracking information (S216) may include the control module 200 determining one target ship on the image.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 이미지 상에 타겟 선박으로 결정되는 조건에 부합하는 복수의 선박 중 하나의 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 이미지 상에 타겟 선박으로 결정되는 조건에 부합하는 선박이 복수인 경우 보다 늦게 타겟 선박으로 결정되는 하나의 선박을 타겟 선박으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 18을 참조하면, 제어 모듈(200)은 선박(151)과 선박(152)이 차례로 영역(153) 내에 위치하는 경우, 초기에는 선박(151)이 타겟 선박이었다가 선박(152)이 영역(153) 내에 위치하는 이후에 타겟 선박을 선박(152)으로 결정할 수 있다. 반대로, 제어 모듈(200)은 이미지 상에 타겟 선박으로 결정되는 조건에 부합하는 선박이 복수인 경우 보다 먼저 타겟 선박으로 결정되는 하나의 선박을 타겟 선박으로 결정할 수도 있다. According to one embodiment, the control module 200 may determine as the target ship one of a plurality of ships that meet the conditions determined as the target ship on the image. For example, when there are multiple ships on the image that meet the conditions for being determined as a target ship, the control module 200 may determine one ship that is determined later as the target ship as the target ship. For example, referring to FIG. 18, when the ship 151 and the ship 152 are sequentially located within the area 153, the control module 200 initially has the ship 151 as the target ship and then ships 152. ) is located within the area 153, the target ship can be determined to be the ship 152. Conversely, if there are multiple ships on the image that meet the conditions for being determined as the target ship, the control module 200 may determine as the target ship one ship that is determined to be the target ship earlier.
다만, 타겟 선박의 결정은 상술한 방식에 의해 수행되는 것으로 한정될 필요는 없고 다양한 방식으로 수행될 수 있다. However, determination of the target vessel need not be limited to being performed by the above-described method and may be performed in various ways.
도 22는 일 실시예에 따른 타겟 선박의 접안 가이드 정보 획득에 관한 도면이다.Figure 22 is a diagram related to obtaining berthing guide information of a target ship according to an embodiment.
도 22를 참조하면, 제어 모듈(200)은 트래킹되는 선박(191, 192) 중 타겟 선박(191)의 접안 가이드 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 접안 가이드 정보는 선수 거리, 선미 거리, 선수 속도, 선미 속도, 타겟 선박과 다른 선박 사이의 거리, 타겟 선박과 다른 선박 사이의 상대속도 등을 포함할 수 있다. 선수 거리는 선박의 선수가 안벽으로부터 떨어진 거리를 의미할 수 있고 선미 거리는 선박의 선미가 안벽으로부터 떨어진 거리를 의미할 수 있다. 선수 속도는 선박의 선수가 안벽으로 접근하는 속도를 의미할 수 있고, 선미 속도는 선박의 선미가 안벽으로 접근하는 속도를 의미할 수 있다.Referring to FIG. 22, the control module 200 may acquire berthing guide information of the target ship 191 among the tracked ships 191 and 192. Here, the berthing guide information may include bow distance, stern distance, bow speed, stern speed, distance between the target ship and other ships, and relative speed between the target ship and other ships. The bow distance may refer to the distance the bow of the ship is from the quay wall, and the stern distance may refer to the distance the stern of the ship is away from the quay wall. Bow speed may refer to the speed at which the bow of the ship approaches the quay wall, and stern speed may refer to the speed at which the stern of the ship approaches the quay wall.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)과 안벽 사이의 거리를 획득할 수 있다. According to one embodiment, the control module 200 may obtain the distance between the target ship 191 and the quay wall.
예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수와 안벽 사이의 거리인 선수 거리(193)를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 타겟 선박의 선수에 대응하는 하나의 포인트를 결정하고, 상기 선수에 대응하는 하나의 포인트와 안벽 사이의 거리를 획득할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선미와 안벽 사이의 거리인 선미 거리(194)를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 타겟 선박의 선미에 대응하는 하나의 포인트를 결정하고, 상기 선미에 대응하는 하나의 포인트와 안벽 사이의 거리를 획득할 수 있다. For example, the control module 200 may obtain the bow distance 193, which is the distance between the bow of the target ship 191 and the quay wall. Specifically, the control module 200 may determine one point corresponding to the bow of the target ship and obtain the distance between one point corresponding to the bow and the quay wall. For another example, the control module 200 may obtain the stern distance 194, which is the distance between the stern and the quay wall of the target ship 191. Specifically, the control module 200 may determine one point corresponding to the stern of the target ship and obtain the distance between the one point corresponding to the stern and the quay wall.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 선박이 해수면과 접하는 밑면의 양 단부에 대응하는 한 쌍의 포인트를 추출할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(200)은 상기 한 쌍의 포인트를 선수에 대응하는 하나의 포인트 및 선미에 대응하는 하나의 포인트로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 선수 거리를 획득하기 위해 선박이 해수면과 접하는 밑면의 양 단부에 대응하는 한 쌍의 포인트 중 하나와 안벽 사이의 거리를 획득할 수 있다. 또한 제어 모듈(200)은 선미 거리를 획득하기 위해 선박이 해수면과 접하는 밑면의 양 단부에 대응하는 한 쌍의 포인트 중 다른 하나와 안벽 사이의 거리를 획득할 수 있다.According to one embodiment, the control module 200 may extract a pair of points corresponding to both ends of the bottom of the ship in contact with the sea level. Here, the control module 200 may determine the pair of points as one point corresponding to the bow and one point corresponding to the stern. For example, the control module 200 may obtain the distance between one of a pair of points corresponding to both ends of the bottom of the ship in contact with the sea surface and the quay wall to obtain the bow distance. Additionally, the control module 200 may obtain the distance between the quay wall and the other one of a pair of points corresponding to both ends of the bottom of the ship in contact with the sea level in order to obtain the stern distance.
물론, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수 및 선미에 대응하는 포인트들을 추출하여 선박의 선수 거리 및 선미 거리를 획득하는 대신 타겟 선박(191)의 임의의 1개의 포인트 또는 2개 이상의 포인트를 추출하여 선박과 안벽 사이의 거리를 획득하는 것도 가능하며, 영역의 외곽선, 또는 영역 자체에 기초하여 선박과 안벽 사이의 거리를 획득해도 무방하다. Of course, the control module 200 extracts points corresponding to the bow and stern of the target ship 191 and instead of obtaining the bow and stern distances of the ship, the control module 200 extracts any one point or two or more points of the target ship 191. It is also possible to obtain the distance between the ship and the quay wall by extracting points, and it is also possible to obtain the distance between the ship and the quay wall based on the outline of the area or the area itself.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)이 안벽으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. According to one embodiment, the control module 200 may obtain the speed at which the target ship 191 approaches the quay wall.
예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수가 안벽으로 접근하는 속도인 선수 속도를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수에 대응하는 하나의 포인트를 결정하고, 상기 선수에 대응하는 하나의 포인트가 안벽으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수 거리(193)에 기초하여 타겟 선박(191)의 선수가 안벽으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 제어 모듈(200)은 현재 프레임에서의 타겟 선박(191)의 선수 거리(193)와 후속 프레임에서의 타겟 선박(191)의 선수 거리를 비교하여 타겟 선박(191)의 선수가 안벽으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다.For example, the control module 200 may obtain the bow speed, which is the speed at which the bow of the target ship 191 approaches the quay wall. Specifically, the control module 200 may determine a point corresponding to the bow of the target ship 191 and obtain the speed at which the point corresponding to the bow approaches the quay wall. Here, the control module 200 may obtain the speed at which the bow of the target ship 191 approaches the quay wall based on the bow distance 193 of the target ship 191. The control module 200 compares the bow distance 193 of the target ship 191 in the current frame with the bow distance 193 of the target ship 191 in the subsequent frame to determine the speed at which the bow of the target ship 191 approaches the quay. can be obtained.
다른 예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선미가 안벽으로 접근하는 속도인 선미 속도를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선미에 대응하는 하나의 포인트를 결정하고, 상기 선미에 대응하는 하나의 포인트가 안벽으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선미 거리(194)에 기초하여 타겟 선박(191)의 선미가 안벽으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 제어 모듈(200)은 현재 프레임에서의 타겟 선박(191)의 선미 거리(194)와 후속 프레임에서의 타겟 선박(191)의 선미 거리를 비교하여 타겟 선박(191)의 선미가 안벽으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다.For another example, the control module 200 may acquire the stern speed, which is the speed at which the stern of the target ship 191 approaches the quay wall. Specifically, the control module 200 may determine a point corresponding to the stern of the target ship 191 and obtain the speed at which the point corresponding to the stern approaches the quay wall. Here, the control module 200 may obtain the speed at which the stern of the target ship 191 approaches the quay wall based on the stern distance 194 of the target ship 191. The control module 200 compares the stern distance 194 of the target ship 191 in the current frame with the stern distance 194 of the target ship 191 in subsequent frames to determine the speed at which the stern of the target ship 191 approaches the quay wall. can be obtained.
물론, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수 및 선미에 대응하는 포인트들을 추출하여 선박의 선수 속도 및 선미 속도를 획득하는 대신 타겟 선박(191)의 임의의 1개의 포인트 또는 2개 이상의 포인트를 추출하여 선박이 안벽으로 접근하는 속도를 획득하는 것도 가능하며, 영역의 외곽선, 또는 영역 자체에 기초하여 선박이 안벽으로 접근하는 속도를 획득해도 무방하다. Of course, the control module 200 extracts points corresponding to the bow and stern of the target ship 191 and instead of obtaining the bow speed and stern speed of the ship, the control module 200 extracts any one point or two or more points of the target ship 191. It is also possible to obtain the speed at which a ship approaches the quay wall by extracting points, and it is also possible to obtain the speed at which the ship approaches the quay wall based on the outline of the area or the area itself.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)과 다른 선박(192) 사이의 거리를 획득할 수 있다. According to one embodiment, the control module 200 may obtain the distance between the target ship 191 and another ship 192.
예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수와 다른 선박(192) 사이의 거리를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수에 대응하는 하나의 포인트를 결정하고, 상기 선수에 대응하는 하나의 포인트와 다른 선박(192) 사이의 거리를 획득할 수 있다.For example, the control module 200 may obtain the distance between the bow of the target ship 191 and another ship 192. Specifically, the control module 200 may determine a point corresponding to the bow of the target ship 191 and obtain the distance between the point corresponding to the bow and another ship 192.
다른 예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선미와 다른 선박(192) 사이의 거리를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선미에 대응하는 하나의 포인트를 결정하고, 상기 선미에 대응하는 하나의 포인트와 안벽 사이의 거리를 획득할 수 있다.For another example, the control module 200 may obtain the distance between the stern of the target ship 191 and another ship 192. Specifically, the control module 200 may determine one point corresponding to the stern of the target ship 191 and obtain the distance between the one point corresponding to the stern and the quay wall.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 선박에 대응하는 영역에서 선수단부 및 선미단부에 대응하는 한 쌍의 포인트를 추출할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(200)은 상기 한 쌍의 포인트를 선수에 대응하는 하나의 포인트 및 선미에 대응하는 하나의 포인트로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 선박과 다른 선박 사이의 거리를 획득하기 위해 선박에 대응하는 영역에서 선수단부 및 선미단부에 대응하는 한 쌍의 포인트 중 하나와 다른 선박 사이의 거리를 획득할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(200)은 선수단부 및 선미단부에 대응하는 한 쌍의 포인트 중 다른 선박과 더 가까운 포인트에 기초하여 다른 선박 사이의 거리를 획득할 수 있다. According to one embodiment, the control module 200 may extract a pair of points corresponding to the bow end and the stern end from the area corresponding to the ship. Here, the control module 200 may determine the pair of points as one point corresponding to the bow and one point corresponding to the stern. For example, the control module 200 may acquire the distance between the other vessel and one of a pair of points corresponding to the fore end and the stern end in the area corresponding to the vessel to obtain the distance between the vessel and the other vessel. You can. Here, the control module 200 may obtain the distance between other ships based on the point that is closer to the other ship among a pair of points corresponding to the fore end and the stern end.
물론, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수 및 선미에 대응하는 포인트들을 추출하여 선박의 선수 및 선미와 다른 선박 사이의 거리를 획득하는 대신 타겟 선박(191)의 임의의 1개의 포인트 또는 2개 이상의 포인트를 추출하여 선박과 다른 선박 사이의 거리를 획득하는 것도 가능하며, 영역의 외곽선, 또는 영역 자체에 기초하여 선박과 다른 선박 사이의 거리를 획득해도 무방하다. Of course, the control module 200 extracts points corresponding to the bow and stern of the target ship 191, and instead of obtaining the distance between the bow and stern of the ship and another ship, the control module 200 extracts points corresponding to the bow and stern of the target ship 191. Alternatively, it is possible to obtain the distance between a ship and another ship by extracting two or more points, and it is also possible to obtain the distance between a ship and another ship based on the outline of the area or the area itself.
일 실시예에 따르면, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)과 다른 선박(192) 사이의 상대 속도를 획득할 수 있다. According to one embodiment, the control module 200 may obtain the relative speed between the target ship 191 and another ship 192.
예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수가 다른 선박(192)으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수에 대응하는 하나의 포인트를 결정하고, 상기 선수에 대응하는 하나의 포인트가 다른 선박(192)으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수와 다른 선박(192) 사이의 거리에 기초하여 타겟 선박(191)의 선수가 다른 선박(192)으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 제어 모듈(200)은 현재 프레임에서의 타겟 선박(191)의 선수와 다른 선박(192) 사이의 거리와 후속 프레임에서의 타겟 선박(191)의 선수와 다른 선박(192) 사이의 거리를 비교하여 타겟 선박(191)의 선수가 다른 선박(192)으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다.For example, the control module 200 may obtain the speed at which the bow of the target ship 191 approaches another ship 192. Specifically, the control module 200 may determine a point corresponding to the bow of the target ship 191 and obtain the speed at which the point corresponding to the bow approaches another ship 192. Here, the control module 200 may obtain the speed at which the bow of the target ship 191 approaches the other ship 192 based on the distance between the bow of the target ship 191 and the other ship 192. The control module 200 compares the distance between the bow of the target ship 191 and the other ship 192 in the current frame with the distance between the bow of the target ship 191 and the other ship 192 in the subsequent frame. The speed at which the bow of the target ship 191 approaches the other ship 192 can be obtained.
다른 예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선미가 다른 선박(192)으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선미에 대응하는 하나의 포인트를 결정하고, 상기 선미에 대응하는 하나의 포인트가 다른 선박(192)으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 여기서, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선미와 다른 선박(192) 사이의 거리에 기초하여 타겟 선박(191)의 선미가 다른 선박(192)으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다. 제어 모듈(200)은 현재 프레임에서의 타겟 선박(191)의 선미와 다른 선박(192) 사이의 거리와 후속 프레임에서의 타겟 선박(191)의 선미와 다른 선박(192) 사이의 거리를 비교하여 타겟 선박(191)의 선미가 다른 선박(192)으로 접근하는 속도를 획득할 수 있다.For another example, the control module 200 may obtain the speed at which the stern of the target ship 191 approaches another ship 192. Specifically, the control module 200 may determine a point corresponding to the stern of the target ship 191 and obtain the speed at which the point corresponding to the stern approaches another ship 192. Here, the control module 200 may obtain the speed at which the stern of the target ship 191 approaches the other ship 192 based on the distance between the stern of the target ship 191 and the other ship 192. The control module 200 compares the distance between the stern of the target ship 191 and the other ship 192 in the current frame and the distance between the stern of the target ship 191 and the other ship 192 in the subsequent frame. The speed at which the stern of the target ship 191 approaches another ship 192 can be obtained.
물론, 제어 모듈(200)은 타겟 선박(191)의 선수 및 선미에 대응하는 포인트들을 추출하여 선박의 선수 및 선미가 다른 선박(192)으로 접근하는 속도를 획득하는 대신 타겟 선박(191)의 임의의 1개의 포인트 또는 2개 이상의 포인트를 추출하여 타겟 선박(191)과 다른 선박(192) 사이의 상대 속도를 획득하는 것도 가능하며, 영역의 외곽선, 또는 영역 자체에 기초하여 타겟 선박(191)과 다른 선박(192) 사이의 상대 속도를 획득해도 무방하다.Of course, the control module 200 extracts points corresponding to the bow and stern of the target ship 191, and instead of obtaining the speed at which the bow and stern of the ship approaches the other ship 192, the control module 200 extracts the points corresponding to the bow and stern of the target ship 191. It is also possible to obtain the relative speed between the target ship 191 and another ship 192 by extracting one point or two or more points, and the target ship 191 and the target ship 191 based on the outline of the area or the area itself. It is okay to obtain the relative speed between different vessels 192.
도 23은 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력에 관한 순서도이다.Figure 23 is a flowchart of monitoring information output according to one embodiment.
도 23을 참조하면, 접안 모니터링은 모니터링 정보를 출력하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다. 모니터링 정보 출력 단계에서 출력되는 정보는 선박 주변이나 해양, 항만의 이미지, 이미지에 포함된 오브젝트의 종류 및 거리/속도 등 그 특성과 같이 이미지 기반 모니터링에 관련된 정보라면 제한이 없다. Referring to FIG. 23, berthing monitoring may further include a step (S30) of outputting monitoring information. There is no limit to the information output in the monitoring information output stage as long as it is information related to image-based monitoring, such as images of the surroundings of the ship, the ocean, or the port, and the types and distance/speed of objects included in the images.
장치(10)는 시각적으로 모니터링 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 장치(10)는 디스플레이 등의 출력 모듈을 통해 모니터링 정보를 출력할 수 있다. 다른 예를 들어, 장치(10)는 통신 모듈(300)을 통해 사용자의 단말기로 모니터링 정보를 송신하고, 사용자 단말기의 디스플레이를 통해 모니터링 정보를 출력하도록 제어 신호를 전송할 수 있다. The device 10 can visually output monitoring information. For example, the device 10 may output monitoring information through an output module such as a display. For another example, the device 10 may transmit monitoring information to the user's terminal through the communication module 300 and transmit a control signal to output the monitoring information through the display of the user terminal.
모니터링 정보 출력 단계(S30)는 이미지 획득 단계에서 이미지 생성 유닛을 이용하여 획득한 이미지를 디스플레이하는 것을 포함할 수 있다. 이 외에도 전처리 단계를 거친 이미지, 세그멘테이션 또는 디텍션 후의 이미지, 시점 변환 후의 이미지 등 이미지 기반 모니터링에 관련된 다양한 이미지를 디스플레이하는 것을 포함할 수 있다. The monitoring information output step (S30) may include displaying an image acquired using an image generation unit in the image acquisition step. In addition, it may include displaying various images related to image-based monitoring, such as images that have gone through a preprocessing step, images after segmentation or detection, and images after viewpoint conversion.
또한, 모니터링 정보 출력 단계(S30)는 제어 모듈(200)이 이미지 분석 단계에서 추정한 위치/이동 정보를 출력 모듈 또는 사용자 단말기를 통해 디스플레이하는 것을 포함할 수 있다. Additionally, the monitoring information output step (S30) may include the control module 200 displaying the position/movement information estimated in the image analysis step through an output module or a user terminal.
도 24는 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력의 일 예에 관한 도면이다.Figure 24 is a diagram of an example of monitoring information output according to an embodiment.
도 24를 참고하면, 이미지와 접안 가이드 정보는 함께 디스플레이 될 수 있다. 도 24에 도시된 바와 같이, 디스플레이되는 접안 가이드 정보는 타겟 선박의 선수 거리, 선수 속도, 선미 거리 및 선미 속도 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 24, the image and eyepiece guide information may be displayed together. As shown in FIG. 24, the displayed berthing guide information may include the bow distance, bow speed, stern distance, and stern speed of the target ship.
모니터링 정보 출력 단계(S30)는 장치(10)가 시각적인 디스플레이 외에 소리나 진동을 출력하는 등 다른 방식으로 사용자에게 정보를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 타겟 선박이 안벽이나 다른 선박, 장애물 등과 충돌할 위험이 있거나 접안 시 안벽으로의 접근 속도가 기준 속도 이상인 경우, 선박이 경로를 이탈하여 운항하는 경우 등 경고음을 출력 모듈 또는 사용자 단말기를 통해 출력할 수 있다. The monitoring information output step (S30) may include the device 10 providing information to the user in other ways, such as outputting sound or vibration in addition to visual display. For example, the control module 200 sounds a warning sound when there is a risk that the target ship collides with a quay wall, another ship, or an obstacle, when the approach speed to the quay wall is higher than the standard speed when berthing, or when the ship deviates from the course and operates. It can be output through an output module or user terminal.
이미지 기반 모니터링은 서베일런스(surveillance)를 포함할 수 있다. 여기서, 서베일런스란 침입자를 감시하거나 등록되지 않은 선박의 항만 접근을 감시하는 등의 보안 관련 정보 및 화재 발생 등 긴급 상황 발생에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 것을 의미할 수 있다.Image-based monitoring may include surveillance. Here, surveillance may mean providing users with security-related information, such as monitoring intruders or unregistered vessels approaching the port, and information on emergency situations, such as fires.
장치(10)는 이미지에 사람이 포함되었는지 여부 및 이미지가 촬상된 시점에 기초하여 침입자를 감시할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 항만에서 작업이 진행되지 않는 시점에 촬상된 항만 이미지에 사람이 포함되는 경우 침입자가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. Device 10 can monitor intruders based on whether a person is included in the image and when the image was captured. For example, the control module 200 may determine that an intruder exists if a person is included in a port image captured at a time when work is not in progress at the port.
장치(10)는 이미지에 선박이 포함되었는지 여부에 기초하여 선박 감시를 할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 AIS에 등록되지 않은 선박이 감지되는 경우 이에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 방식으로 선박 감시를 할 수 있다.Device 10 may perform vessel surveillance based on whether a vessel is included in the image. For example, the control module 200 can monitor ships by providing information to the user when a ship that is not registered in AIS is detected.
또한, 장치(10)는 세그멘테이션이나 디텍션을 통해 이미지에 기초하여 사람이나 선박을 감지함으로써 서베일런스를 수행할 수도 있다.Additionally, the device 10 may perform surveillance by detecting people or ships based on images through segmentation or detection.
도 25 내지 도 27은 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력의 다른 예에 관한 도면이다. 25 to 27 are diagrams of another example of monitoring information output according to an embodiment.
도 25와 도 26을 참고하면, 이미지와 접안 가이드 정보는 함께 디스플레이 될 수 있고, 타겟 선박이 복수인 경우 복수의 접안 가이드 정보가 출력될 수 있다. Referring to FIGS. 25 and 26, the image and berthing guide information may be displayed together, and if there are multiple target vessels, a plurality of berthing guide information may be output.
도 25에 도시된 바와 같이, 접안 가이드 정보가 출력되는 위치는 이미지 상의 타겟 선박의 위치와 대응될 수 있다. 예를 들어, 좌측 타겟 선박의 접안 가이드 정보는 좌측에, 우측 타겟 선박의 접안 가이드 정보는 우측에 디스플레이될 수 있다.As shown in FIG. 25, the location where the berthing guide information is output may correspond to the location of the target ship on the image. For example, berthing guide information for the left target ship may be displayed on the left, and berthing guide information for the right target ship may be displayed on the right.
또한, 도 26에 도시된 바와 같이, 접안 가이드 정보는 타겟 선박의 식별자와 함께 출력될 수 있다. 예를 들어, 이미지 상의 좌측 타겟 선박에 '선박 1', 이미지 상의 우측 타겟 선박에 '선박 2'이라는 임의의 식별자를 각각 부여하고 부여된 식별자와 각 타겟 선박의 접안 가이드 정보가 함께 출력될 수 있다. 또한, 부여된 식별자와 접안 가이드 정보는 이미지 상의 타겟 선박 주변에 표시될 수도 있다.Additionally, as shown in FIG. 26, berthing guide information may be output along with the identifier of the target ship. For example, a random identifier called 'Ship 1' may be assigned to the target ship on the left side of the image and 'Ship 2' may be given to the target ship on the right side of the image, and the assigned identifier and berthing guide information for each target ship may be output together. . Additionally, the assigned identifier and berthing guide information may be displayed around the target vessel on the image.
또한 도 27을 참고하면, 이미지와 접안 가이드 정보는 함께 디스플레이 될 수 있고, 선박이 복수인 경우 타겟 선박이 하나로만 결정되면 타겟 선박의 접안 가이드 정보만 출력될 수 있다. 예를 들어, 타겟 선박이 접안이 진행되는 중인 좌측 선박으로 결정된 경우, 타겟 선박으로 결정된 좌측 선박의 접안 가이드 정보만 화면에 출력될 수 있다.Also, referring to FIG. 27, the image and the berthing guide information may be displayed together, and if there are multiple ships and only one target ship is determined, only the berthing guide information of the target ship may be output. For example, if the target ship is determined to be the left ship in progress of berthing, only the berthing guide information of the left ship determined to be the target ship may be displayed on the screen.
이상에서는 단일 이미지에 기초한 이미지 기반 모니터링에 대해 살펴보았다. 이 외에도 복수의 이미지에 기초하여 이미지 기반 모니터링을 수행할 수 있다. 복수에 이미지에 기초하여 이미지 분석을 수행하는 경우 이미지 기반 모니터링 장치(10)의 총 모니터링 영역이 증가하거나 모니터링의 정확도가 향상될 수 있다.Above, we looked at image-based monitoring based on a single image. In addition, image-based monitoring can be performed based on multiple images. When image analysis is performed based on multiple images, the total monitoring area of the image-based monitoring device 10 may increase or monitoring accuracy may be improved.
도 28은 일 실시예에 따른 복수의 이미지에 기초한 이미지 기반 모니터링에 관한 도면이다.Figure 28 is a diagram related to image-based monitoring based on a plurality of images according to an embodiment.
도 28을 참고하면, 이미지 획득 단계는 제1 이미지 획득 단계(S11) 및 제2 이미지 획득 단계(S12)를 포함할 수 있고, 이미지 분석 단계(S20)는 제1 이미지 획득 단계(S11)에서 획득한 제1 이미지 및 제2 이미지 획득 단계(S12)에서 획득한 제2 이미지에 기초하여 이미지 분석을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 28, the image acquisition step may include a first image acquisition step (S11) and a second image acquisition step (S12), and the image analysis step (S20) is obtained in the first image acquisition step (S11). Image analysis may be performed based on the first image and the second image acquired in the second image acquisition step (S12).
복수의 이미지에 기초하여 하나의 이미지를 생성한 후 이미지 분석을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 복수의 이미지가 정합된 파노라마 이미지를 생성하고, 상기 파노라마 이미지의 이미지 분석을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(200)은 제1 이미지 및 제2 이미지를 정합하거나 융합하여 정합 이미지 또는 융합 이미지를 생성하고, 생성된 정합 이미지 또는 융합 이미지에 기초하여 이미지 분석을 수행할 수 있다.Image analysis can be performed after generating one image based on multiple images. For example, the control module 200 may generate a panoramic image in which a plurality of images are registered and perform image analysis on the panoramic image. Specifically, the control module 200 may generate a registered image or a fused image by registering or fusing the first image and the second image, and perform image analysis based on the generated registered image or fusion image.
또는, 복수의 이미지 각각에 기초하여 이미지 분석을 수행한 결과를 바탕으로 최종 분석 결과를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 이미지로부터 이미지 분석을 수행하여 제1 모니터링 정보를 획득하고 제2 이미지로부터 이미지 분석을 수행하여 제2 모니터링 정보를 획득한 후 제1 모니터링 정보와 제2 모니터링 정보에 기초하여 최종 모니터링 정보를 획득할 수 있다. Alternatively, the final analysis result may be calculated based on the results of image analysis based on each of the plurality of images. For example, after performing image analysis on a first image to obtain first monitoring information and performing image analysis on a second image to obtain second monitoring information, a final information is obtained based on the first monitoring information and the second monitoring information. Monitoring information can be obtained.
복수의 모니터링 정보로부터 최종 모니터링 정보를 획득하는 방법의 일 예로, 복수의 모니터링 정보를 가중치별로 고려하여 최종 모니터링 정보를 산출하는 방법이 있을 수 있다. As an example of a method of obtaining final monitoring information from a plurality of monitoring information, there may be a method of calculating the final monitoring information by considering a plurality of monitoring information by weight.
또는, 복수의 모니터링 정보가 서로 일치하지 않거나 그 차이가 특정 값과 같은 임계치(threshold) 이상인지 여부(이하 “에러 발생 여부”라 함)에 기초하여 최종 모니터링 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 에러 발생 여부에 기초하여 복수의 모니터링 정보를 가중치별로 고려하여 최종 모니터링 정보를 산출하거나, 복수의 모니터링 정보 중 특정 모니터링 정보를 우선시하여 최종 모니터링 정보를 산출하거나, 특정 모니터링 정보를 다른 모니터링 정보로 보정하거나, 해당 모니터링 정보를 무시하는 방법 등이 있을 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Alternatively, the final monitoring information can be calculated based on whether the plurality of monitoring information do not match each other or whether the difference is greater than a threshold such as a specific value (hereinafter referred to as “error occurrence”). For example, the final monitoring information is calculated by considering a plurality of monitoring information by weight based on whether an error occurs, the final monitoring information is calculated by prioritizing specific monitoring information among the plurality of monitoring information, or the specific monitoring information is used for other monitoring. There may be a method of correcting with information or ignoring the corresponding monitoring information, but it is not limited to this.
복수의 이미지는 동일한 종류의 이미지일 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈이 동일한 이미지 생성 유닛을 2개 포함하거나, 하나의 이미지 생성 유닛을 포함하는 동일한 센서 모듈이 2개 배치되어 이미지 기반 모니터링을 수행하는 경우 제1 이미지 및 제2 이미지는 동일한 종류일 수 있다.The plurality of images may be images of the same type. For example, if a sensor module includes two identical image generation units or two identical sensor modules including one image generation unit are deployed to perform image-based monitoring, the first image and the second image are of the same type. It can be.
복수의 이미지의 모니터링 영역은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 이미지는 이미지 생성 유닛으로부터 근거리를 모니터링하고, 제2 이미지는 원거리를 모니터링할 수 있다. 또는, 제1 이미지는 이미지 생성 유닛으로부터 좌측을 모니터링하고, 제2 이미지는 우측을 모니터링할 수 있다.The monitoring areas of the plurality of images may be different. For example, the first image may monitor a near distance from the image generating unit, and the second image may monitor a far distance. Alternatively, the first image may monitor the left side from the image generating unit, and the second image may monitor the right side.
또한, 장치(10)는 복수의 이미지 분석으로 획득한 모니터링 정보를 적합한 이미지와 함께 출력할 수 있다. Additionally, the device 10 can output monitoring information obtained by analyzing a plurality of images together with appropriate images.
장치(10)는 복수의 이미지 분석으로 획득한 모니터링 정보를 복수의 이미지 중 타겟 선박이 포함된 이미지와 함께 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 적어도 일부가 다른 영역의 이미지를 촬상하는 복수의 카메라에 의해 획득한 복수의 이미지를 이미지 분석한 후, 출력 모듈 또는 사용자 단말기를 통해 복수의 이미지 중 타겟 선박이 찍힌 제1 이미지가 제1 이미지에서 산출된 제1 접안 가이드 정보와 함께 출력할 수 있다.The device 10 may output monitoring information obtained by analyzing a plurality of images together with an image including the target ship among the plurality of images. For example, the control module 200 analyzes a plurality of images acquired by a plurality of cameras, at least some of which capture images of different areas, and then selects a target ship among the plurality of images through an output module or a user terminal. The captured first image may be output together with the first eyepiece guide information calculated from the first image.
도 29 및 도 30은 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력의 다른 예에 관한 도면이다. 29 and 30 are diagrams of another example of monitoring information output according to an embodiment.
도 29와 도 30을 참고하면, 복수의 이미지 분석 후 타겟 선박이 결정되는 경우, 타겟 선박의 접안 가이드 정보는 복수의 이미지 중 타겟 선박이 포함된 이미지와 함께 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 타겟 선박이 '선박 1'로 결정된 경우 '선박 1'의 접안 가이드 정보는 '선박 1'이 포함된 선석의 이미지와 함께 디스플레이될 수 있다. 또한, 타겟 선박이 '선박 3'으로 결정된 경우 '선박 3'의 접안 가이드 정보는 '선박 3'이 포함된 선석의 이미지와 함께 디스플레이될 수 있다.Referring to FIGS. 29 and 30 , when a target ship is determined after analyzing a plurality of images, berthing guide information of the target ship may be displayed together with an image including the target ship among the plurality of images. For example, if the target ship is determined to be 'Ship 1', the berthing guide information for 'Ship 1' may be displayed along with the image of the berth containing 'Ship 1'. Additionally, if the target vessel is determined to be 'Ship 3', berthing guide information for 'Ship 3' may be displayed along with an image of the berth containing 'Ship 3'.
장치(10)는 복수의 이미지 분석으로 획득한 모니터링 정보를 복수의 이미지 중 선박의 도착지 이미지와 함께 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(200)은 적어도 일부가 중첩되는 영역의 이미지를 촬상하는 복수의 카메라에 의해 획득한 복수의 이미지를 이미지 분석한 후, 타겟 선박이 복수의 이미지에 함께 찍힌 경우 복수의 이미지 중 타겟 선박의 항해 정보에 따른 도착지에 설치된 카메라를 이용하여 획득된 이미지와 상기 이미지에서 산출된 접안 가이드 정보가 함께 출력되도록 제어 신호를 생성할 수 있다.The device 10 may output monitoring information obtained by analyzing a plurality of images together with the destination image of the ship among the plurality of images. For example, the control module 200 analyzes a plurality of images acquired by a plurality of cameras that capture images of areas at least partially overlapping, and then, when the target ship is captured together in the plurality of images, the plurality of images A control signal can be generated so that the image acquired using a camera installed at the destination according to the navigation information of the target vessel and the berthing guide information calculated from the image are output together.
도 31 및 도 32는 일 실시예에 따른 모니터링 정보 출력의 다른 예에 관한 도면이다.31 and 32 are diagrams of another example of monitoring information output according to an embodiment.
도 31 및 도 32는 적어도 일부가 중첩되는 영역의 이미지를 촬상하는 복수의 카메라에 의해 획득된 서로 인접한 각각의 선석의 이미지인 제1 이미지 및 제2 이미지와 함께 접안 가이드 정보가 디스플레이된 것을 나타낸다. 31 and 32 show eyepiece guide information displayed together with first and second images, which are images of each adjacent berth, acquired by a plurality of cameras that capture images of an area at least partially overlapping.
도 31 및 도 32를 참고하면, 선박(252)은 동일한 시점에 두 개의 이미지 상에 함께 찍혀있다. 선박(252)의 도착지가 제1 이미지의 선석이 아니고 제2 이미지의 선석인 경우, 다른 곳을 향해 지나가는 선박(252)의 접안 가이드 정보를 제2 이미지가 아닌 제1 이미지와 함께 출력하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 도 31과 같이, 제1 이미지는 항해 정보에 따라 제1 이미지의 선석이 도착지인 선박(251)의 접안 가이드 정보와 함께 출력되는 것이 바람직하다. 또한, 도 32와 같이, 항해 정보에 따라 제2 이미지의 선석이 도착지인 선박(252)의 접안 가이드 정보는 제2 이미지와 함께 출력되는 것이 바람직하다. 31 and 32, vessel 252 is captured in two images together at the same time. If the destination of the ship 252 is not the berth of the first image but the berth of the second image, it is desirable to output the berthing guide information of the ship 252 passing toward another place together with the first image rather than the second image. You may not. As shown in FIG. 31, the first image is preferably output along with berthing guide information of the ship 251 whose berth in the first image is the destination according to navigation information. In addition, as shown in FIG. 32, it is preferable that the berthing guide information of the ship 252 whose destination is the berth of the second image according to the navigation information is output together with the second image.
물론, 복수의 이미지 분석으로 획득한 모니터링 정보는 복수의 이미지 중 임의의 이미지와 함께 출력되어도 무방하며, 상술한 기재에 한정되지 않는다.Of course, the monitoring information obtained by analyzing a plurality of images may be output together with any of the plurality of images, and is not limited to the above description.
이미지 기반 모니터링은 시점 변환 단계를 더 포함할 수 있다.Image-based monitoring may further include a viewpoint conversion step.
일반적으로 카메라 등 이미지 생성 유닛이 생성하는 이미지는 원근 시점(perspective view)로 나타날 수 있다. 이를 탑 뷰(top view, 평면 시점), 측면 시점(side view), 다른 원근 시점 등으로 변환하는 것을 시점 변환이라 할 수 있다. 물론, 탑 뷰나 측면 시점 이미지를 다른 시점으로 변환할 수도 있으며, 이미지 생성 유닛이 탑 뷰 이미지나 측면 시점 이미지 등을 생성할 수도 있고 이 경우 시점 변환이 수행될 필요가 없을 수도 있다.In general, images generated by an image generation unit such as a camera may appear in a perspective view. Converting this to a top view (planar view), side view, or another perspective view can be called viewpoint conversion. Of course, the top view or side viewpoint image may be converted to another viewpoint, and the image generation unit may generate a top view image or a side viewpoint image, and in this case, viewpoint conversion may not need to be performed.
도 33 및 도 34는 일 실시예에 따른 시점 변환에 관한 도면이다. Figures 33 and 34 are diagrams related to viewpoint conversion according to one embodiment.
도 33을 참고하면, 원근 시점 이미지의 시점 변환을 통해 다른 원근 시점 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 안벽(OBJ8)이 이미지 상에서 수평 방향(이미지 상에서 좌우 방향)을 따라 위치하도록 시점 변환을 수행할 수 있다. 도 34를 참고하면, 원근 시점 이미지의 시점 변환을 통해 탑 뷰 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 탑 뷰 이미지는 해수면과 수직한 방향에서 해수면을 내려다 본 뷰일 수 있다. 또한, 도 33과 마찬가지로 안벽(OBJ9)이 이미지 상에서 수평 방향을 따라 위치하도록 시점 변환을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 33, a different perspective view image can be obtained through viewpoint conversion of the perspective view image. Here, viewpoint conversion can be performed so that the quay wall OBJ8 is positioned along the horizontal direction (left and right directions in the image) on the image. Referring to FIG. 34, a top view image can be obtained through viewpoint conversion of the perspective view image. Here, the top view image may be a view looking down at the sea level from a direction perpendicular to the sea level. Additionally, as in FIG. 33, viewpoint conversion may be performed so that the quay wall OBJ9 is positioned along the horizontal direction in the image.
이미지 획득 후 시점 변환을 수행한 뒤에 선박의 접안 가이드에 필요한 정보를 획득하기 위한 이미지 분석을 할 수 있다. 일 예에 따르면, 접안 가이드 정보의 획득은 시점이 변환된 세그멘테이션된 이미지에 기초하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 원근 시점의 세그멘테이션 이미지를 탑 뷰 세그멘테이션 이미지로 시점을 변환하고, 탑 뷰 세그멘테이션된 이미지 중 픽셀의 클래스 값이 선박에 해당하는 영역에 기초하여 선박의 접안 가이드 정보를 획득할 수 있다. 물론, 시점 변환된 세그멘테이션이미지는 탑 뷰가 아니라 측면 시점 등 다양한 시점으로 시점이 변환된 세그멘테이션 이미지여도 무방하며, 뿐만 아니라 2개의 포인트를 추출하여 선박의 위치/이동 정보를 획득하는 대신 영역의 외곽선, 또는 영역 자체에 기초하여 선박의 위치/이동 정보를 획득하여도 무방하다. After acquiring the image and performing viewpoint conversion, image analysis can be performed to obtain information necessary for the vessel's berthing guide. According to one example, acquisition of eyepiece guide information may be performed based on a segmented image whose viewpoint has been converted. Specifically, the perspective can be converted from a perspective view segmentation image to a top view segmentation image, and berthing guide information for the ship can be obtained based on the area in which the class value of the pixel in the top view segmented image corresponds to the ship. Of course, the segmentation image whose viewpoint has been converted may be a segmentation image whose viewpoint has been converted to various viewpoints such as a side view rather than a top view. In addition, instead of extracting two points to obtain location/movement information of the ship, the outline of the area, Alternatively, the location/movement information of the vessel may be obtained based on the area itself.
물론, 반드시 그러한 것은 아니며, 시점이 변환된 촬영 영상 등의 이미지에 기초하여 수행되는 것도 가능하다.Of course, this is not necessarily the case, and it is also possible to perform it based on an image such as a captured video whose viewpoint has been converted.
또한 이미지 획득 후 시점 변환을 수행한 뒤에 사용자에게 이미지를 디스플레이하는 등 모니터링 정보를 출력할 수 있다. 이 경우 시점 변환을 통해 사용자에게 주변 상황에 대한 정보를 보다 용이하게 제공할 수 있다.In addition, after acquiring the image and performing viewpoint conversion, monitoring information can be output, such as displaying the image to the user. In this case, information about the surrounding situation can be more easily provided to the user through viewpoint conversion.
이미지의 시점 변환은 다양한 방식으로 수행될 수 있다.Viewpoint conversion of an image can be performed in various ways.
시점 변환의 일 예로 역투영 변환(Inverse Projective Mapping, IPM)을 수행할 수 있다. 2차원 이미지는 3차원 공간 상의 피사체에서 반사된 빛이 카메라의 렌즈를 통해 이미지 센서에 입사되어 생성되고, 2차원과 3차원의 관계는 이미지 센서와 렌즈에 의존하며, 예를 들어 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.As an example of viewpoint transformation, inverse projective mapping (IPM) can be performed. A two-dimensional image is created when light reflected from a subject in three-dimensional space is incident on the image sensor through the lens of the camera, and the relationship between two dimensions and three dimensions depends on the image sensor and lens. For example, Equation 1 and can be expressed together.
여기서, 좌변의 행렬은 2차원 이미지 좌표, 우변의 첫 번째 행렬은 내부 파라미터(intrinsic parameter), 두 번째 행렬은 외부 파라미터(extrinsic parameter), 세 번째 행렬은 3차원 좌표를 의미한다. 구체적으로, fx 및 fy는 초점 거리(focal length), cx 및 cy는 주점(principal point), r 및 t는 각각 회전 및 평행이동 변환 파라미터를 의미한다.Here, the matrix on the left side means two-dimensional image coordinates, the first matrix on the right side means intrinsic parameters, the second matrix means extrinsic parameters, and the third matrix means three-dimensional coordinates. Specifically, fx and fy are focal lengths, cx and cy are principal points, and r and t are rotation and translation transformation parameters, respectively.
2차원 이미지를 역투영 변환을 통해 3차원 상의 임의의 평면에 투영시켜 그 시점을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 원근 시점 이미지를 역투영 변환을 통해 탑 뷰 이미지로 변환하거나, 다른 원근 시점 이미지로 변환할 수 있다.The viewpoint can be changed by projecting a two-dimensional image onto an arbitrary three-dimensional plane through back projection transformation. For example, a perspective view image can be converted to a top view image through back projection transformation, or converted to another perspective view image.
시점 변환을 위해서 내부 파라미터가 필요할 수 있다. 내부 파라미터를 구하는 방법의 일 예로 Zhang 방법을 이용할 수 있다. Zhang 방법은 다항식 모델(polynomial model)의 일종으로 격자의 크기를 알고 있는 격자판을 다양한 각도와 거리에서 촬영하여 내부 파라미터를 획득하는 방법이다.Internal parameters may be required for viewpoint conversion. As an example of a method for obtaining internal parameters, the Zhang method can be used. The Zhang method is a type of polynomial model and is a method of obtaining internal parameters by photographing a grid of known grid size at various angles and distances.
시점 변환을 위해서 이미지를 촬상한 이미지 생성 유닛/센서 모듈의 위치 및/또는 자세에 대한 정보가 필요할 수 있다. 이러한 정보는 위치 측정 유닛 및 자세 측정 유닛으로부터 획득될 수 있다.For viewpoint conversion, information about the location and/or posture of the image generation unit/sensor module that captured the image may be required. This information may be obtained from a position measurement unit and an attitude measurement unit.
또는, 이미지에 포함된 고정체의 위치에 기초하여 위치 및/또는 자세에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 시점에 이미지 생성 유닛은 제1 위치 및/또는 제1 자세로 배치되고, 지형이나 건물 등과 같이 고정된 객체인 타겟 고정체를 포함하는 제1 이미지를 생성할 수 있다. 이 후, 제2 시점에 이미지 생성 유닛은 상기 타겟 고정체를 포함하는 제2 이미지를 생성할 수 있다. 제1 이미지 상에서의 타겟 고정체의 위치 및 제2 이미지 상에서의 타겟 고정체의 위치를 비교하여 제2 시점에서의 이미지 생성 유닛의 위치 및/또는 자세인 제2 위치 및/또는 제2 자세를 산출할 수 있다.Alternatively, information about the location and/or posture may be obtained based on the location of the fixture included in the image. For example, at a first viewpoint, the image generating unit may be placed in a first position and/or a first posture and generate a first image including a target fixture, which is a fixed object such as terrain or a building. Afterwards, at a second time point, the image generating unit may generate a second image including the target fixture. Compare the position of the target fixture on the first image and the position of the target fixture on the second image to calculate a second position and/or posture, which is the position and/or posture of the image generating unit at the second viewpoint. can do.
또한, 시점 변환 시 기준 평면의 선택에 따라 이미지 분석의 정확도가 달라질 수 있다. 예를 들어, 원근 시점 이미지를 탑 뷰 이미지로 변환하는 경우, 기준 평면의 높이에 따라 탑 뷰 이미지에 기초한 이미지 분석의 정확도가 달라질 수 있다. 해수면 상에서의 오브젝트 사이의 거리를 정확히 산출하기 위해서는 시점 변환 시 기준 평면이 해수면인 것이 바람직할 수 있다. 해수면의 높이는 시간에 따라 변화할 수 있으므로 해수면의 높이를 고려하여 시점 변환을 수행하는 것이 이미지 분석의 정확도 향상에 바람직할 수 있다.Additionally, the accuracy of image analysis may vary depending on the selection of the reference plane when converting the viewpoint. For example, when converting a perspective image into a top view image, the accuracy of image analysis based on the top view image may vary depending on the height of the reference plane. In order to accurately calculate the distance between objects on sea level, it may be desirable for the reference plane to be sea level when converting the viewpoint. Since the height of the sea level may change over time, it may be desirable to perform viewpoint conversion considering the height of the sea surface to improve the accuracy of image analysis.
전술한 시점 변환 방법은 예시에 불과하고 이와 다른 방법으로 시점 변환을 수행할 수도 있으며, 시점 변환 정보는 전술한 수학식 1의 행렬, 파라미터, 좌표, 위치 및/또는 자세에 대한 정보 등 시점 변환을 위해 필요한 정보를 포함한다.The above-described viewpoint conversion method is only an example and viewpoint conversion may be performed in a different way. The viewpoint conversion information includes the matrix of Equation 1 described above, parameters, coordinates, location and/or posture information, etc. Includes information needed for
이미지 기반 모니터링은 전처리(pre-processing) 단계를 포함할 수 있다. 전처리는 이미지에 행하여지는 모든 종류의 가공을 의미하고, 이미지 정규화(normalization), 이미지 밝기 평준화(image equalization, histogram equalization), 이미지 리사이즈(resize), 이미지의 해상도/크기를 변경하는 업스케일링(upscaling) 및 다운스케일링(downscaling), 잘라내기(crop), 노이즈 제거 등을 포함할 수 있다. 여기서, 노이즈는 안개, 비, 물방울, 해무(sea clutter), 미세먼지, 직사광선, 염분 및 이들의 조합 등을 포함할 수 있고, 노이즈를 제거한다는 것은 이미지에 포함된 노이즈 성분을 없애거나 감소시키는 것을 포함할 수 있다. Image-based monitoring may include a pre-processing step. Preprocessing refers to all types of processing performed on an image, including image normalization, image brightness equalization, histogram equalization, image resize, and upscaling to change the resolution/size of the image. and downscaling, cropping, noise removal, etc. Here, noise may include fog, rain, water droplets, sea clutter, fine dust, direct sunlight, salt, and combinations thereof, and removing noise means removing or reducing noise components included in the image. It can be included.
전처리의 일 예로 정규화에 대해 살펴보면, 정규화는 RGB 이미지의 전체 픽셀의 RGB 값의 평균을 구하고 이를 RGB 이미지로부터 차감하는 것을 의미할 수 있다. Looking at normalization as an example of preprocessing, normalization may mean calculating the average of the RGB values of all pixels of an RGB image and subtracting this from the RGB image.
전처리의 다른 예로 안개 제거(defogging)에 대해 살펴보면, 안개 제거는 안개 낀 지역을 촬영한 이미지를 전처리를 통해 맑은 지역을 촬영한 이미지처럼 보이도록 변환하는 것을 의미할 수 있다. 도 13은 일 실시예에 따른 안개 제거에 관한 도면이다. 도 13을 참고하면, 안개 제거를 통해 도 13의 (a)와 같이 안개 낀 지역을 촬영한 이미지를 도 13의 (b)와 같은 안개가 제거된 이미지로 변환할 수 있다.Looking at defogging as another example of preprocessing, defogging may mean converting an image taken in a foggy area to look like an image taken in a clear area through preprocessing. Figure 13 is a diagram related to fog removal according to one embodiment. Referring to FIG. 13, through fog removal, an image taken of a foggy area as shown in (a) of FIG. 13 can be converted into an image from which the fog has been removed, as shown in (b) of FIG. 13.
전처리의 또 다른 예로 물방울 제거에 대해 살펴보면, 물방울 제거는 카메라 전면에 맺힌 물방울이 촬영된 이미지에서 전처리를 통해 물방울이 제거된 것처럼 보이도록 변환하는 것을 의미할 수 있다.Looking at water droplet removal as another example of preprocessing, water droplet removal may mean converting an image of water droplets on the front of the camera so that it appears as if the water droplets have been removed through preprocessing.
일 실시예에 따르면, 이미지 획득 단계(S10) 후 전처리 단계를 거쳐 이미지 분석 단계(S20)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 이미지 생성 유닛을 이용하여 획득한 이미지에 전처리를 수행한 후 이미지 분석을 수행할 수 있다. 이미지 전처리를 통해 이미지 분석이 용이해지거나 정확도가 향상될 수 있다.According to one embodiment, after the image acquisition step (S10), an image analysis step (S20) may be performed through a pre-processing step. For example, image analysis may be performed after preprocessing an image acquired using an image generation unit. Image analysis can be facilitated or accuracy improved through image preprocessing.
이미지 전처리는 인공 신경망을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 안개 낀 지역을 촬영한 이미지를 인공 신경망에 입력하여 맑은 지역을 촬영한 이미지처럼 보이도록 변환할 수 있는 등 노이즈를 포함하는 이미지를 인공 신경망에 입력하여 노이즈가 제거된 이미지를 획득할 수 있다. 인공 신경망의 예로는 GAN 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Image preprocessing can be performed through artificial neural networks. For example, an image taken of a foggy area can be input into an artificial neural network and converted to look like an image taken of a clear area, or an image containing noise can be input into an artificial neural network to obtain an image with the noise removed. You can. Examples of artificial neural networks include, but are not limited to, GAN.
또는, 이미지 전처리는 이미지 마스크를 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 안개 낀 지역을 촬영한 이미지에 이미지 마스크를 적용하여 맑은 지역을 촬영한 이미지처럼 보이도록 변환할 수 있다. 여기서, 이미지 마스크의 예로는 역 컨볼루션(deconvolution) 필터, 샤픈(sharpen) 필터 등이 있고, GAN 등의 인공 신경망을 통해 이미지 마스크를 생성할 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.Alternatively, image preprocessing can be performed using an image mask. For example, an image taken in a foggy area can be converted to look like an image taken in a clear area by applying an image mask. Here, examples of image masks include deconvolution filters and sharpen filters, and image masks may be generated through artificial neural networks such as GAN, but are not limited thereto.
이상에서는 이미지를 전처리한 후에 이미지 분석을 수행하는 경우에 대해 살펴보았다. 이와 달리, 전처리 과정을 포함한 이미지 분석 수행이 가능할 수도 있다. 예를 들어, 이미지 분석 단계가 세그멘테이션 또는 디텍션을 포함하는 경우, 노이즈를 포함하는 이미지의 세그멘테이션 또는 디텍션 수행 결과가 노이즈를 포함하지 않는 이미지의 세그멘테이션 또는 디텍션 수행 결과와 동등하도록 구현할 수도 있을 것이다.In the above, we looked at the case where image analysis is performed after preprocessing the image. Alternatively, it may be possible to perform image analysis including preprocessing. For example, when the image analysis step includes segmentation or detection, the result of segmentation or detection of an image containing noise may be implemented to be equivalent to the result of performing segmentation or detection of an image without noise.
도 35는 일 실시예에 따른 이미지 기반 모니터링의 순서도이다. Figure 35 is a flowchart of image-based monitoring according to one embodiment.
도 35를 참고하면, 접안 모니터링은 이미지 획득 단계(S1010), 세그멘테이션 단계(S1210), 선박 트래킹 단계(S1213), 트래킹 정보 획득 단계(S1216), 타겟 선박 결정 단계(S1219), 접안 가이드 정보 획득 단계(S1220) 및 모니터링 정보 출력 단계(S1030)를 포함할 수 있다. 각 단계는 상술한 바와 같이 구현될 수 있다.Referring to Figure 35, berthing monitoring includes an image acquisition step (S1010), a segmentation step (S1210), a ship tracking step (S1213), a tracking information acquisition step (S1216), a target ship determination step (S1219), and a berthing guide information acquisition step. (S1220) and a monitoring information output step (S1030). Each step can be implemented as described above.
장치(10)는 이미지 획득 단계(S1010)를 통해 오브젝트를 포함하는 이미지를 획득할 수 있다. 장치(10)는 이미지에 기초하여 세그멘테이션 단계(S1210)를 수행하여 세그멘테이션 이미지를 획득할 수 있다. 장치(10)는 선박 트래킹 단계(S1213)를 수행하여 세그멘테이션 이미지에 기초하여 인식한 적어도 하나의 선박을 트래킹할 수 있다. 장치(10)는 트래킹 정보 획득 단계(S1216)를 수행하여 트래킹 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 트래킹 정보는 선박의 위치 정보, 선박의 이동 정보, 선박의 항해 정보 및 사용자 입력 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 장치(10)는 타겟 선박 결정 단계(S1219)를 수행하여, 획득한 트래킹 정보에 기초하여 트래킹되는 선박 중 타겟 선박을 결정할 수 있다. 장치(10)는 접안 가이드 정보 획득 단계(S1220)를 수행하여, 결정된 타겟 선박의 접안 가이드 정보를 세그멘테이션 이미지에 기초하여 획득할 수 있다. 여기서, 접안 가이드 정보는 타겟 선박의 선수 거리와 선미 거리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 장치(10)는 모니터링 정보 출력 단계(S1030)를 수행하여, 접안 가이드 정보를 상기 이미지와 함께 출력할 수 있다.The device 10 may acquire an image including an object through the image acquisition step (S1010). The device 10 may obtain a segmentation image by performing a segmentation step (S1210) based on the image. The device 10 may perform a ship tracking step (S1213) to track at least one ship recognized based on the segmentation image. The device 10 may obtain tracking information by performing the tracking information acquisition step (S1216). Here, the tracking information may include at least one of ship location information, ship movement information, ship navigation information, and user input information. The device 10 may perform a target ship determination step (S1219) to determine a target ship among the ships being tracked based on the acquired tracking information. The device 10 may perform the berthing guide information acquisition step (S1220) to obtain berthing guide information of the determined target ship based on the segmentation image. Here, the berthing guide information may include at least one of the bow distance and the stern distance of the target ship. The device 10 may perform a monitoring information output step (S1030) and output eyepiece guide information together with the image.
도 35의 실시예는 예시에 불과하고 이와 다른 방법으로 이미지 기반 모니터링이 수행될 수 있다. The embodiment of FIG. 35 is merely an example, and image-based monitoring may be performed in a different way.
일 예로, 도 35의 실시예에서 일부 단계가 수행되지 않을 수 있다. 도 35를 참고하면, 모니터링 정보를 출력하는 단계(S1030)가 수행되지 않을 수 있다. As an example, some steps may not be performed in the embodiment of Figure 35. Referring to FIG. 35, the step of outputting monitoring information (S1030) may not be performed.
다른 예로, 이미지가 정합되는 단계가 추가되거나 이미지의 시점 변환 단계가 추가되는 등 도 35의 실시예에서 다른 단계가 추가될 수 있다. As another example, other steps may be added in the embodiment of FIG. 35, such as adding a step of matching images or adding a step of converting the viewpoint of the image.
또 다른 예로, 세그멘테이션 단계가 디텍션 단계로 치환되는 등 도 35의 실시예에서 일부 단계가 다른 단계로 치환될 수 있다.As another example, some steps may be replaced with other steps in the embodiment of FIG. 35, such as the segmentation step being replaced with a detection step.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Includes optical media (magneto-optical media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
상기에서는 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.In the above, the configuration and features of the present invention have been described based on the examples, but the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications may be made within the spirit and scope of the present invention. It is obvious, and therefore, it is stated that such changes or modifications fall within the scope of the attached patent claims.
10: 모니터링 장치
100: 센서 모듈
110: 통신부
120: 제어부
130: 카메라
200: 제어 모듈
210: 통신부
220: 제어부
300: 통신 모듈 10: Monitoring device
100: sensor module
110: Department of Communications
120: control unit
130: camera
200: control module
210: Department of Communications
220: control unit
300: Communication module
Claims (11)
항만에 설치되어 이미지를 촬상하는 카메라를 이용하여 항만 이미지를 획득하는 단계;
입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습된 인공 신경망을 이용하여 상기 항만 이미지로부터 상기 오브젝트들에 대한 세그멘테이션 이미지를 생성하는 단계;
복수의 선박의 VTS 정보 및 AIS 정보 중 적어도 하나를 획득하는 단계;
상기 VTS 정보 및 AIS 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 복수의 선박을 트래킹하는 단계;
상기 트래킹되는 복수의 선박 중 상기 세그멘테이션 이미지 상에서 상기 선박을 나타내는 대표 포인트와 안벽(pier) 사이의 거리에 기초하여 타겟 선박을 결정하는 단계; 및
상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 상기 타겟 선박의 선수와 상기 안벽 사이의 거리인 선수 거리 및 상기 타겟 선박의 선미와 안벽 사이의 거리인 선미 거리를 포함하는 가이드 정보를 획득하는 단계;를 포함하는,
선박 모니터링 방법.In a ship monitoring method performed by computing means,
Obtaining a port image using a camera installed in the port to capture images;
An artificial neural network learned using a learning set that labels pixels corresponding to input images and objects including the sea, ships, and features included in the input image with class values indicating the sea, ships, and features, respectively. generating a segmentation image for the objects from the harbor image using the port image;
Obtaining at least one of VTS information and AIS information of a plurality of ships;
Tracking the plurality of vessels using at least one of the VTS information and AIS information;
determining a target ship among the plurality of ships being tracked based on a distance between a representative point representing the ship on the segmentation image and a quay (pier); and
Based on the segmentation image, obtaining guide information including a bow distance, which is the distance between the bow of the target ship and the quay wall, and a stern distance, which is the distance between the stern of the target ship and the quay wall; comprising,
Vessel monitoring methods.
상기 타겟 선박을 결정하는 단계는,
상기 트래킹되는 복수의 선박 중 상기 세그멘테이션 이미지 상에서 상기 선박을 나타내는 상기 대표 포인트와 상기 안벽 사이의 거리가 기설정된 값 미만인 선박을 상기 타겟 선박으로 결정하는 단계;를 포함하는,
선박 모니터링 방법.According to paragraph 1,
The step of determining the target ship is,
A step of determining, among the plurality of ships being tracked, a ship whose distance between the representative point representing the ship on the segmentation image and the quay is less than a preset value as the target ship.
Vessel monitoring methods.
상기 선수 거리 및 상기 선미 거리는,
상기 타겟 선박이 해수면과 접하는 밑면의 양 단부에 대응하는 한 쌍의 포인트에 기초하여 획득되는,
선박 모니터링 방법.According to paragraph 1,
The bow distance and the stern distance are,
Obtained based on a pair of points corresponding to both ends of the bottom of the target ship in contact with the sea level,
Vessel monitoring methods.
상기 가이드 정보는,
상기 선수 거리 및 상기 선미 거리에 기초하여 획득된, 상기 타겟 선박의 선수가 상기 안벽으로 접근하는 속도인 선수 속도 및 상기 타겟 선박의 선미가 상기 안벽으로 접근하는 속도인 선미 속도를 포함하는,
선박 모니터링 방법.According to paragraph 1,
The above guide information is:
Including a bow speed, which is the speed at which the bow of the target ship approaches the quay wall, and a stern speed, which is the speed at which the stern of the target ship approaches the quay wall, obtained based on the bow distance and the stern distance.
Vessel monitoring methods.
상기 가이드 정보는,
상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 획득된 상기 타겟 선박과 다른 선박 사이의 거리를 포함하는,
선박 모니터링 방법.According to paragraph 1,
The above guide information is:
Including the distance between the target ship and other ships obtained based on the segmentation image,
Vessel monitoring methods.
상기 가이드 정보는,
상기 타겟 선박과 상기 다른 선박 사이의 상기 거리에 기초하여 획득된 상기 타겟 선박과 상기 다른 선박 사이의 상대 속도를 포함하는,
선박 모니터링 방법.According to clause 5,
The above guide information is:
Containing a relative speed between the target ship and the other ship obtained based on the distance between the target ship and the other ship,
Vessel monitoring methods.
상기 인공 신경망은,
입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 예인선, 예인선을 제외한 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 예인선, 예인선이 제외된 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습되는,
선박 모니터링 방법.According to paragraph 1,
The artificial neural network is,
Labeling pixels corresponding to the input image and objects including the sea, tugboats, ships excluding tugboats, and features included in the input image with class values indicating the sea, tugboats, ships excluding tugboats, and features, respectively. Learned using one learning set,
Vessel monitoring methods.
상기 가이드 정보를 상기 항만 이미지와 함께 출력하는 단계;를 더 포함하는,
선박 모니터링 방법.According to paragraph 1,
Further comprising: outputting the guide information together with the harbor image,
Vessel monitoring methods.
상기 항만 이미지는,
복수의 항만 이미지가 정합된 파노라마 이미지를 포함하는,
선박 모니터링 방법.According to paragraph 1,
The port image above is,
Containing a panoramic image in which a plurality of port images are registered,
Vessel monitoring methods.
기록 매체.Recording a program for executing the method according to any one of claims 1 to 9,
Recording media.
상기 카메라가 촬상한 항만 이미지를 획득하고, 입력 이미지 및 상기 입력 이미지에 포함된 바다, 선박 및 지형지물을 포함하는 오브젝트들에 해당하는 픽셀에 각각 바다, 선박 및 지형지물을 지시하는 클래스 값들을 라벨링한 러닝셋을 이용하여 학습된 인공 신경망을 이용하여 상기 항만 이미지로부터 상기 오브젝트들에 대한 세그멘테이션 이미지를 생성하고, 복수의 선박의 VTS 정보 및 AIS 정보 중 적어도 하나를 획득하고, 상기 VTS 정보 및 AIS 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 복수의 선박을 트래킹하고, 상기 트래킹되는 복수의 선박 중 상기 세그멘테이션 이미지 상에서 상기 선박을 나타내는 대표 포인트와 안벽(pier) 사이의 거리에 기초하여 타겟 선박을 결정하고, 상기 세그멘테이션 이미지에 기초하여 상기 타겟 선박의 선수와 상기 안벽 사이의 거리인 선수 거리 및 상기 타겟 선박의 선미와 안벽 사이의 거리인 선미 거리를 포함하는 가이드 정보를 획득하는 제어 모듈; 및
상기 가이드 정보를 원격 위치한 단말기에 전송하는 통신 모듈;을 포함하는,
선박 모니터링 장치.Cameras installed in ports to capture images;
Acquire a harbor image captured by the camera, and label pixels corresponding to the input image and objects including the sea, ship, and feature included in the input image with class values indicating the sea, ship, and feature, respectively. Generate segmentation images for the objects from the harbor image using an artificial neural network learned using one learning set, obtain at least one of VTS information and AIS information of a plurality of ships, and obtain the VTS information and AIS information Tracking the plurality of ships using at least one of the plurality of ships to be tracked, determining a target ship based on the distance between a representative point representing the ship on the segmentation image and a pier among the plurality of ships being tracked, and the segmentation A control module that obtains guide information including a bow distance, which is the distance between the bow of the target ship and the quay wall, and a stern distance, which is the distance between the stern of the target ship and the quay wall, based on the image; and
Including a communication module that transmits the guide information to a remotely located terminal.
Ship monitoring device.
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KR20230013334A (en) | 2021-07-19 | 2023-01-26 | 삼성중공업 주식회사 | Apparatus and method for selecting the optimal quay wall for mooring of vessel |
KR102640795B1 (en) * | 2021-08-10 | 2024-02-27 | 한화오션 주식회사 | System and method for supporting berthing of vessel based on radar and computer-readable recording medium including the same |
KR20230031475A (en) | 2021-08-27 | 2023-03-07 | 삼성중공업 주식회사 | Marine structure mooring management device and method in shipyard |
KR102495879B1 (en) * | 2021-10-08 | 2023-02-06 | 재단법인한국조선해양기자재연구원 | Vessel control system using lidar |
CN114037917B (en) * | 2021-11-08 | 2024-12-24 | 北京中星天视科技有限公司 | Ship identification method, device, electronic device and computer readable medium |
KR102595569B1 (en) | 2021-11-11 | 2023-10-30 | (주)지씨 | Integrated maritime traffic control system using cloud computing technology and method therefor |
CN114724028A (en) * | 2022-03-31 | 2022-07-08 | 浙江商汤科技开发有限公司 | Determination method of ship information and related devices, equipment and storage medium |
WO2023193923A1 (en) * | 2022-04-07 | 2023-10-12 | Saab Technologies B.V. | Maritime traffic management |
KR102731605B1 (en) * | 2022-11-29 | 2024-11-21 | 한국해양과학기술원 | ship mooring line connection system |
CN116188519B (en) * | 2023-02-07 | 2023-10-03 | 中国人民解放军海军航空大学 | A method and system for estimating ship target motion status based on video satellites |
CN116767424B (en) * | 2023-06-08 | 2023-12-15 | 交通运输部水运科学研究所 | A method for drone cooperative assistance in ship berthing |
KR102702241B1 (en) * | 2023-12-22 | 2024-09-04 | 주식회사 심시스글로벌 | Method and apparatus for managing ships and port facilities using neural networks |
CN117908545A (en) * | 2024-01-18 | 2024-04-19 | 广东海洋大学 | A training strategy method for unmanned ships |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102005559B1 (en) | 2018-09-04 | 2019-08-07 | 씨드로닉스(주) | Situation awareness method using image segmentation |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110059206A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-02 | 김영복 | Eyepiece guidance system using tug boat |
KR101683274B1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-12-06 | (주)세이프텍리서치 | System for supporting vessel berth using unmanned aerial vehicle and the method thereof |
KR101941521B1 (en) * | 2016-12-07 | 2019-01-23 | 한국해양과학기술원 | System and method for automatic tracking of marine objects |
-
2020
- 2020-01-09 KR KR1020200003191A patent/KR102235787B1/en active IP Right Grant
-
2021
- 2021-03-29 KR KR1020210040733A patent/KR102530691B1/en active IP Right Grant
-
2023
- 2023-05-03 KR KR1020230058018A patent/KR102623124B1/en active IP Right Grant
-
2024
- 2024-01-05 KR KR1020240001824A patent/KR102661363B1/en active IP Right Grant
- 2024-04-23 KR KR1020240054011A patent/KR20240066137A/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102005559B1 (en) | 2018-09-04 | 2019-08-07 | 씨드로닉스(주) | Situation awareness method using image segmentation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102530691B1 (en) | 2023-05-10 |
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