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KR20110009983A - Collision avoidance system for ship and collision avoidance method using the same - Google Patents

Collision avoidance system for ship and collision avoidance method using the same Download PDF

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Publication number
KR20110009983A
KR20110009983A KR1020090067467A KR20090067467A KR20110009983A KR 20110009983 A KR20110009983 A KR 20110009983A KR 1020090067467 A KR1020090067467 A KR 1020090067467A KR 20090067467 A KR20090067467 A KR 20090067467A KR 20110009983 A KR20110009983 A KR 20110009983A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ship
collision avoidance
data
vessel
collision
Prior art date
Application number
KR1020090067467A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
진민정
박동호
오의석
강종구
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020090067467A priority Critical patent/KR20110009983A/en
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Abstract

PURPOSE: A collision avoidance system for a ship and a collision avoidance method thereof are provided to enable an operator to rapidly determine a decision by including a collision avoidance control system part. CONSTITUTION: An electronic navigation chart(100) controls to navigate a ship by using existing navigation data. A collision avoidance control system part stops an existing navigation condition. The collision avoidance control system part controls to navigate a ship by using collision avoidance data. The collision avoidance control system part comprises a radar detection part, a ship automatic identification part(300), and a collision avoidance control part(500). The radar detection part detects the navigation state data of the other vessel. The ship automatic identification part transmits and receives the identity information and navigation state data of a ship. The collision avoidance controller stops a reference navigation condition. The collision avoidance controller controls to navigate a ship by using collision avoidance navigation data.

Description

선박용 충돌 회피 시스템 및 이를 사용한 충돌 회피 방법{Collision Avoidance System for Ship and Collision Avoidance Method using the same}Collision Avoidance System for Ship and Collision Avoidance Method using the same}

본 발명은 선박용 충돌 회피 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자 선박이 타 선박과의 충돌을 용이하게 회피할 수 있도록 실시간으로 운항을 제어할 수 있는 선박용 충돌 회피 시스템 및 이를 사용한 충돌 회피 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a collision avoidance system for ships, and more particularly, to a collision avoidance system for ships and a collision avoidance method using the same that can control the flight in real time to easily avoid the collision with other ships will be.

종래에는 선박의 충돌을 회피하기 위한 연구로서, DCPA(Distance of the Closest Point Approach)와 TCPA(Time of the Closest Point Approach)를 입력 정보로 하여 퍼지(Fuzzy) 추론으로 충돌 위험도를 추정하는 방법이 제안되었고 이를 기반으로 한 연구들이 진행되고 있다. Conventionally, as a study for avoiding collision of a ship, a method of estimating collision risk by fuzzy inference using distance of the closest point approach (DCPA) and time of the closest point approach (TCPA) as input information is proposed. Researches based on this are being conducted.

종래의 선박 충돌 회피 시스템과 관련되는 장치로는, ECDIS, AIS, 선박 항해 시뮬레이터 등이 있다. 상기 ECDIS와 관련된 장치는 Furuno, JRC, Kelvin Hughes 등에서 개발되고 있으며, 이는 경로 계획이나 경로 감시, AIS와 연계한 타 선박 정보 파악이나 선박에 대한 예측 정보를 표시해주는 기능을 갖는다.Apparatuses associated with conventional ship collision avoidance systems include ECDIS, AIS, ship navigation simulators, and the like. The apparatus related to the ECDIS is being developed by Furuno, JRC, Kelvin Hughes, etc., which has a function of determining route planning, route monitoring, other vessel information linked to AIS, and displaying prediction information about the vessel.

상기 AIS는 충돌 회피 시스템 내에서 타 선박에 대한 위치를 포함한 정보를 파악하는 기본적인 장치이다. 상기 충돌 회피 시스템은 상기 AIS 장비를 사용하여 타 선박에 대한 암호화된 정보를 수신하고, 이를 복호화하여 표적 선박에 대한 항행 정보를 분석할 수 있다.The AIS is a basic device for identifying information including the position of another ship in the collision avoidance system. The collision avoidance system may receive encrypted information about another ship by using the AIS equipment, and analyze the navigation information about the target ship by decrypting it.

근래에 'Kongberg'에서는 Dynamic Positioning 시스템과 시뮬레이터를 연계하여 충돌 회피를 위해 긴급 회피에 대한 훈련을 수행하는 목적으로 사용 가능함을 기술하고 있고, 통합 자동화 시스템 K-chief를 이용한 안전 관리에 대해 언급하고 있지만 선박 충돌 회피 시스템에 대한 직접적인 개발에 대해서는 정보를 얻을 수가 없고, 실제 개발 완료하여 상용화한 제품은 없다.Recently, 'Kongberg' has described that it can be used for the purpose of training emergency avoidance for collision avoidance by linking the dynamic positioning system and the simulator, and mentions safety management using the integrated automation system K-chief. There is no information on direct development of ship collision avoidance system, and no product has been developed and commercialized.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 충돌 회피 시스템을 기존 선박에 적용하기 위한 모델과 선박 충돌을 회피하기 위한 의사 결정을 신속하게 지원할 수 있는 선박용 충돌 회피 시스템 및 이를 사용한 충돌 회피 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a model for applying a collision avoidance system to an existing vessel and a collision avoidance system for a ship that can quickly support decision making for avoiding a ship collision. It provides a collision avoidance method using the same.

본 발명의 다른 목적은 선박들 간의 충돌 가능한 상황들을 다각적으로 얻고, 상기 얻어진 충돌 가능한 상황들 중 어느 하나가 유의한 경우에 충돌 회피 운항을 실행할 수 있도록 한 선박용 충돌 회피 시스템 및 이를 사용한 충돌 회피 운항 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a collision avoidance system for a ship and a collision avoidance operation method using the same so as to obtain various collisionable situations between ships and to execute collision avoidance navigation when any one of the obtained collisionable situations is significant. In providing.

본 발명에서 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 선박용 충돌 회피 시스템은 기설정되는 기준 운항 데이타로 자 선박을 운항하도록 제어하는 전자 해도; 및 외부로부터 타 선박의 운항 상태 데이타를 전송 받아 상기 타 선박의 운항 상태 데이타와 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 선박을 운항하도록 제어하는 충돌 회피 제어 시스템부를 포함한다.Ship collision avoidance system for solving the above problems in the present invention is an electronic chart for controlling to operate the own ship with a predetermined reference navigation data; And receiving the operational status data of the other vessel from the outside, if the collision rate between the operational status data of the other vessel and the reference operational data is included in the preset risk range, stopping the reference operational condition and leaving the dangerous range. And a collision avoidance control system for controlling the vessel to operate with collision avoidance navigation data.

여기서, 상기 충돌 회피 제어 시스템부는, 상기 타 선박의 운항 상태 데이타를 레이다를 사용하여 검출하는 레이다 검출부와, 상기 자 선박 및 상기 타 선박에 장착되어 상기 자 선박 및 상기 타 선박의 고유 정보와 운항 상태 데이타를 서로 송수신하는 선박 자동 식별부와, 상기 레이다 검출부와 상기 선박 자동 식별부로부터 전송 받은 타 선박의 운항 상태 데이타들 중 적어도 어느 하나가 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 자 선박을 운항하도록 제어하는 충돌 회피 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.Here, the collision avoidance control system unit, the radar detection unit for detecting the operating state data of the other vessel using the radar, and the unique information and operating state of the own vessel and the other vessel is mounted on the own vessel and the other vessel At least one of the ship automatic identification unit for transmitting and receiving data to each other, and at least one of the operational status data of other vessels received from the radar detection unit and the automatic vessel identification unit is in a risk range in which a collision rate with the reference navigation data is preset. When included, it is preferable to include a collision avoidance control unit for stopping the reference operating conditions and controls the ship to operate with the collision avoidance operation data that may escape the dangerous range.

그리고, 상기 레이다 검출부는 레이다를 사용하여 검출되는 타 선박의 운항 상태 데이타와 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 알람을 발생시키는 것이 바람직하다.The radar detection unit preferably generates an alarm when the collision rate between the operation state data of another ship detected using the radar and the reference operation data falls within a preset risk range.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 충돌 회피 운항 방법을 제공한다. 상기 충돌 회피 방법은 전자 해도를 사용하여, 기설정되는 기준 운항 데이타로 자 선박을 운항하도록 제어하는 제 1단계; 및 충돌 회피 제어 시스템부를 사용하여 외부로부터 타 선박의 운항 상태 데이타를 전송 받아 상기 타 선박의 운항 상태 데이타와 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 자 선박을 운항하도록 제어하는 제 2단계를 포함한다.The present invention provides a collision avoidance operation method for solving the above problems. The collision avoidance method may include a first step of controlling to operate the own ship using predetermined reference navigation data using an electronic chart; And receiving the operation state data of the other vessel from the outside using the collision avoidance control system unit, and when the collision rate between the operation state data of the other vessel and the reference operation data is included in a preset risk range, And a second step of controlling the ship to operate with the collision avoidance navigation data that may stop and exit the hazard range.

여기서, 상기 제 2단계는 레이다 검출부를 사용하여 상기 타 선박의 운항 상태 데이타를 레이다를 통하여 검출하고, 선박 자동 식별부를 사용하여 상기 자 선박 및 상기 타 선박에 장착되어 상기 자 선박 및 상기 타 선박의 고유 정보와 운항 상태 데이타를 서로 송수신하고, 충돌 회피 제어부를 사용하여 상기 레이다 검출부와 상기 선박 자동 식별부로부터 상기 타 선박의 운항 상태 데이타를 전송 받고, 충돌 회피 제어부를 사용하여 상기 레이다 검출부와 상기 선박 자동 식별부로부터 전송 받은 상기 타 선박의 운항 상태 데이타들 중 적어도 어느 하나가 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 자 선박을 운항하도록 제어하는 것이 바람직하다.Here, the second step is to detect the operating state data of the other vessel through the radar using a radar detector, and is mounted on the own vessel and the other vessel using the automatic vessel identification unit of the vessel and the other vessel Send and receive unique information and flight status data to each other, and receive the flight status data of the other ship from the radar detector and the ship automatic identification unit using a collision avoidance control unit, the radar detector and the vessel using a collision avoidance control unit If at least one of the operational status data of the other vessel received from the automatic identification unit is included in the risk range in which the collision rate with the reference operational data is preset, the standard operating condition may be stopped and the dangerous range may be exceeded. To operate the party's vessel with the collision avoidance navigation data. It is preferable to.

그리고, 상기 레이다 검출부는 레이다를 사용하여 검출되는 타 선박의 운항 상태 데이타와 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 알람을 발생시키는 것이 바람직하다.The radar detection unit preferably generates an alarm when the collision rate between the operation state data of another ship detected using the radar and the reference operation data falls within a preset risk range.

본 발명은 충돌 회피 시스템을 기존 선박에 적용하기 위한 모델과 선박 충돌을 회피하기 위한 의사 결정을 신속하게 지원할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention has the effect of quickly supporting a model for applying a collision avoidance system to an existing vessel and a decision to avoid a ship collision.

또한, 본 발명은 선박들 간의 충돌 가능한 상황들을 다각적으로 얻고, 상기 얻어진 충돌 가능한 상황들 중 어느 하나가 유의한 경우에 충돌 회피 운항을 실행할 수 있도록 한 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect of obtaining various collisionable situations between ships and performing collision avoidance operation when any one of the obtained collisionable situations is significant.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 선박용 충돌 회피 시스템 및 이를 사용한 충돌 회피 운항 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a collision avoidance system for a ship and a collision avoidance operation method using the same will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조 하여, 본 발명의 선박용 충돌 회피 시스템의 구성을 설명하도록 한다.First, referring to Figure 1, to describe the configuration of the ship collision avoidance system of the present invention.

상기 선박용 충돌 회피 시스템은 기설정되는 기준 운항 데이타로 자 선박을 운항하도록 제어하는 전자 해도(100)와, 외부로부터 타 선박의 운항 상태 데이타를 전송 받아 상기 타 선박의 운항 상태 데이타와 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 선박을 운항하도록 제어하는 충돌 회피 제어 시스템부를 포함한다.The ship collision avoidance system receives an electronic chart 100 for controlling the own ship to operate with the preset reference navigation data, and operation state data of the other vessel from the outside, and the operation state data of the other vessel and the reference navigation data. If the collision rate with the included in the predetermined risk range, the collision avoidance control system unit for controlling to operate the ship with the collision avoidance operation data that can stop the reference operating conditions and out of the risk range.

여기서, 상기 충돌 회피 제어 시스템부는 상기 타 선박의 운항 상태 데이타를 레이다를 사용하여 검출하는 레이다 검출부(200)와, 상기 자 선박 및 상기 타 선박에 장착되어 상기 자 선박 및 상기 타 선박의 고유 정보와 운항 상태 데이타를 서로 송수신하는 선박 자동 식별부(300, AIS; Automatic Identification System)와, 상기 레이다 검출부(200)와 상기 선박 자동 식별부(300)로부터 전송 받은 타 선박의 운항 상태 데이타들 중 적어도 어느 하나가 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 자 선박을 운항하도록 제어하는 충돌 회피 제어부(500)를 구비한다.Here, the collision avoidance control system unit is provided with a radar detection unit 200 for detecting the operational state data of the other ship using the radar, and the unique information of the own ship and the other ships mounted on the own ship and the other ships; At least any one of the vessel automatic identification unit 300 (AIS; Automatic Identification System) for transmitting and receiving the operational state data and the other vessels received from the radar detection unit 200 and the vessel automatic identification unit 300 When one of the collision rate with the reference flight data is included in the preset risk range, the collision avoidance control unit controls to operate the child ship with the collision avoidance operation data that can stop the reference operation condition and move out of the danger range. 500.

그리고, 상기 선박용 충돌 회피 시스템은 오토파일럿(600, Autopilot), 그리고 각종 항해 장비(400)를 더 포함한다.In addition, the ship collision avoidance system further includes an autopilot (600, Autopilot), and various navigation equipment (400).

상기 구성을 각각 설명하도록 한다.Each of the above configurations will be described.

상기 전자 해도(100)는 트랙 제어(Track Control) 기능을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 트랙 제어는 기설정되는 기준 운항 데이타로 자 선박을 운항 할 수 있도록 하는 기능이다.The electronic chart 100 may include a track control function. Here, the track control is a function to enable the ship to operate with preset reference data.

상기 전자 해도(100)는 충돌 회피 운항 시스템에서 자 선박의 항로 계획(Route Planning)을 담당할 수 있다. 즉, 자 선박과 타 선박이 서로 충돌 상황이 아닌 정상적인 경우에 자 선박은 충돌 회피 제어부(500)에 의하여 전자 해도(100)의 트랙 제어를 받게 된다.The electronic chart 100 may be in charge of route planning of the own ship in the collision avoidance navigation system. That is, when the own ship and the other ship are not in a collision situation, the own ship is subjected to the track control of the electronic chart 100 by the collision avoidance control unit 500.

또한, 상기 전자 해도(100)는 자 선박의 항로를 디스플레이를 통하여 보여 줄 수도 있으며, 선박 자동 식별부(300)가 장착된 타 선박으로부터 운항 상태 데이타 즉, AIS 정보를 받게 되면 주변 타 선박에 대한 운항 상태 데이터를 실시간으로 디스플레이할 수도 있다.In addition, the electronic chart 100 may show a route of the own ship through a display, and when receiving the operational status data, that is, AIS information, from another vessel equipped with the automatic vessel identification unit 300, Flight status data can also be displayed in real time.

이에 더하여, 상기 전자 해도(100)는 해도 정보를 보여주고, 자 선박이 항만또는 좁은 해안으로 들어왔을 때 자세한 지형 정보를 표시하며, 해도에서의 수심 정보를 상세하게 표시할 수도 있다.In addition, the electronic chart 100 may display chart information, display detailed terrain information when the ship enters a harbor or a narrow coast, and display depth information on the chart in detail.

충돌 회피 제어부(500)는 상기 전자 해도(100)를 통해 필요한 정보, 예컨대 항만지형, 수심, 계획된 항로, 트랙 제어와 같은 정보를 전송 받고, 충돌 회피 제어부와 전자 해도(100)와의 인터페이스는 RS-422 통신으로 연결된다.The collision avoidance control unit 500 receives the necessary information through the electronic chart 100, for example, information such as port topography, water depth, planned route, track control, and the interface between the collision avoidance control unit and the electronic chart 100 is RS-. 422 The connection is established.

다음은, 레이다 검출부(200)를 설명하도록 한다.Next, the radar detector 200 will be described.

충돌 회피 운항 시스템을 구성하는 환경에서 주요한 시스템 중 하나인 레이다 검출부(200, Radar/ARPA)는 임의의 발진기에 의해 발생되는 전자파를 방사하는 송신 안테나, 수신 안테나, 에너지 탐지장치 혹은 수신기와 수신기로 받은 데이터를 처리할 수 있는 RIB(Radar Interface Board) 카드, 그리고 이러한 데이터를 처리하여 플로팅 할 수 있는 디스플레이 장치로 구성될 수 있다.Radar detection unit 200 (Radar / ARPA), which is one of the major systems in the environment of collision avoidance navigation system, receives radio waves generated by an arbitrary oscillator from a transmitting antenna, a receiving antenna, an energy detector, or a receiver and a receiver. A radar interface board (RIB) card capable of processing data, and a display device capable of processing and floating such data may be configured.

상기 수신 안테나는 이런 반사 에너지를 끌어 모아 수신기로 보내고, 수신기와 RIB 카드에서는 물체를 탐지하여 위치 및 속도 등을 산출해내기 위해 이 에너지 즉 데이터를 처리하게 된다. 그리고 레이더는 물체 또는 타 선박의 움직임을 탐지하고 지속적으로 추적하여 그 타 선박의 위치 변화율을 연속적으로 표시하는 것이 가능하며, 평시 또는 시계가 불량할 때 자 선박과 타 선박과의 충돌 가능성을 알리는 알람을 발생할 수도 있다.The receiving antenna collects the reflected energy and sends it to the receiver, and the receiver and the RIB card process the energy, or data, to detect an object and calculate a position and velocity. The radar detects and continuously tracks the movement of an object or another ship, and continuously displays the rate of change of the position of the other ship.Alarm alerts the possibility of collision between the ship and other ships in case of normal or poor watch. May occur.

여기서, 상기 레이다 검출부(200, Radar/ARPA)는 레이더 이미지 정보, 탐지된 타 선박과의 거리, 타 선박과의 방위각, 타 선박과의 예상 최 근접 지점, 최 근접 지점까지의 예상 소요시간, 타 선박의 실제 방향, 타 선박의 실제 속도등의 정보를 표시할 수 있다.Here, the radar detection unit 200 (Radar / ARPA) is radar image information, the detected distance to other ships, the azimuth angle to other ships, the expected closest point with the other ship, the estimated time to the nearest point, other Information such as the actual direction of the ship and the actual speed of other ships can be displayed.

따라서, 본 발명의 충돌 회피 운항 시스템에서는 상기 레이타 검출부(200)에서 제공하는 상기의 정보들을 이용하여 선박 자동 식별부(300)에서 제공하는 대/중/소형 선박 외에 선박 자동 식별부(300)를 장착하지 않은 선박의 정보 또는 움직이지 않은 정적 물체에 대하여 정보를 얻을 수 있다. 여기서, 충돌 회피 제어부(500)와 레이다 검출부(200)와의 인터페이스는 RS-422 통신으로 연결된다.Therefore, in the collision avoidance navigation system of the present invention, the vessel automatic identification unit 300 in addition to the large / medium / small vessels provided by the automatic vessel identification unit 300 using the information provided by the ray rate detector 200. Information can be obtained on ships that are not equipped with or stationary static objects. Here, the interface between the collision avoidance control unit 500 and the radar detection unit 200 is connected by RS-422 communication.

다음은 상기 선박 자동 식별부(300, AIS)를 설명한다.Next, the vessel automatic identification unit 300 (AIS) will be described.

상기 선박 자동 식별부(300)는 선박의 운항 정보를 선속에 따라 정해진 주기로 선박-선박/선박-육상간 자동 송수신하는 장치이다. The vessel automatic identification unit 300 is a device for automatically transmitting and receiving vessel-ship / ship-shore at a predetermined cycle according to the ship speed information.

상기 선박 자동 식별부(300)에서 송출되는 데이타에는 타 선박 또는 자 선박에 대한 정적 정보, 동적 정보, 항행 관련정보, 안전 관련 통신문 등이 있다. 이 중에서 선박 자동 식별부의 입출력 인터페이스를 통해 선박의 동적 거동에 따른 동적 정보는 NMEA0183 데이타 포맷(data format)의 형태로 변환되어 선박의 상태(묘박, 변침여부)와 속력에 따라 일정 시간 간격으로 갱신되어 송출된다.The data transmitted from the automatic vessel identification unit 300 includes static information, dynamic information, navigation related information, safety-related communication, etc. for other vessels or own vessels. Among them, the dynamic information according to the dynamic behavior of the ship is converted into the NMEA0183 data format through the input / output interface of the ship automatic identification unit, and is updated at regular intervals according to the ship's state (immobility, change of speed) and speed. It is sent out.

따라서 일정 시간 바람직하게는 6분 간격으로 갱신되어 송출되는 선박의 명칭, MMSI(해상 이동 업무 식별) 번호, 콜 사인(call sign), 선박의 종류와 같은 정적 정보와 함께 위치, SOG(대지속력), COG(대지침로), Heading(선수각), ROT(회두율)와 같은 동적인 정보는 충돌 회피 제어부(500)에서 수신된다.Therefore, the location, SOG (surface sustainability), along with static information such as the ship's name, maritime mobile service identification (MMSI) number, call sign, and type of ship, which is updated at regular intervals, preferably at 6 minute intervals. Dynamic information, such as COG (direct path), Heading (heading angle), and ROT (heading rate), is received by the collision avoidance control unit 500.

상기 선박 자동 식별부(300)에서 서로 송수신되는 운항 상태 데이타는 다음과 같다. 선박의 고유 번호, 선박의 위치, 선박의 속력, 선박의 침로, 시각 등이다.Operation state data transmitted and received from each other in the automatic vessel identification unit 300 is as follows. Ship's unique number, ship's location, ship's speed, ship's course, time, etc.

따라서, 본 발명에서 선박 자동 식별부(300, AIS)는 자 선박과 주변의 타 선박의 운항 상태 데이타를 실시간으로 전송하며 주기적으로 업데이트 하기 때문에 가장 신뢰성 있는 데이터라고 볼 수 있다.Therefore, in the present invention, the automatic vessel identification unit 300 (AIS) is the most reliable data because it periodically updates and updates the operation status data of the own vessel and other vessels around.

이에 더하여, 상기 선박 자동 식별부(300)는 전자 해도(100)와 레이다 검출부(200)에도 데이터를 보냄으로써 자 선박과 타 선박과의 충돌 위험도를 CPA(Distance of closest-point-of approach), TCPA(Time to distance of closest-point-of-approach) 데이터를 통하여 분석 할 수도 있다.In addition, the ship automatic identification unit 300 sends the data to the electronic chart 100 and the radar detector 200 to determine the risk of collision between the own ship and other ships by the distance of closest-point-of approach, It can also be analyzed through TCPA (Time to distance of closest-point-of-approach) data.

여기서, 상기 선박 자동 식별부(300)는 레이다 검출부(200)와 RS-422 통신으로 데이터를 송수신하며, 충돌 회피 제어부(500)와도 RS-422 통신으로 자 선박과 타 선박의 정보를 암호화(Encoding)된 VDM(AIS VHF data-link message), VDO(AIS VHF Data-link Own-vessel report) Sentence를 보내고, 수신받은 각 장비(400)와 충돌 회피 제어부(500)는 선박 자동 식별부(300)가 보내는 데이터를 복호화(Decoding)하여 분석한다.Here, the vessel automatic identification unit 300 transmits and receives data with the radar detection unit 200 through RS-422 communication, and also encrypts information between the own vessel and other vessels through RS-422 communication with the collision avoidance control unit 500. AIS VHF data-link message (VDM), AIS VHF Data-link Own-vessel report (VDO) sentence, and each of the received equipment 400 and the collision avoidance control unit 500 are automatically identified by the vessel automatic identification unit 300. Decode and send data from

다음은 항해 장비(400)를 설명한다.The following describes navigational equipment 400.

충돌 회피 운항 시스템에서 사용할 선박의 운항에 필요한 각종 정보들을 얻기 위하여 자 선박의 정보는 Gyro Compass, Autopilot, Speed Log, Echo Sounder, DGPS, Anemometer 등의 항해 장비로부터 실시간으로 얻을 수 있다.The ship's information can be obtained in real time from navigation equipment such as Gyro Compass, Autopilot, Speed Log, Echo Sounder, DGPS, Anemometer, etc.

다음은, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 충돌 회피 방법을 설명하도록 한다.Next, the collision avoidance method of the present invention configured as described above will be described.

도 1 내지 도 3을 참조 하면, 전자 해도(100)에는 기준 운항 데이타가 설정된다. 따라서, 전자 해도(100)는 자 선박의 운항 경로를 탐색할 수 있다. 그리고, 상기 전자 해도(100)는 자 선박의 운항 경로를 기준 운항 데이타를 따르도록 할 수 있다.1 to 3, reference navigation data is set in the electronic chart 100. Accordingly, the electronic chart 100 may search the navigation route of the own ship. In addition, the electronic chart 100 may follow the navigation data of the own ship.

이때, 전자 해도(100)는 충돌 회피 제어부(500)의 통신 모듈을 통하여 오토 파일럿(600)으로 동작 신호를 전송할 수 있다.In this case, the electronic chart 100 may transmit an operation signal to the autopilot 600 through the communication module of the collision avoidance control unit 500.

즉, 상기 전자 해도(100)는 트랙 제어를 할 수 있다. 이에 따라, 자 선박은 전자 해도(100)에서 초기에 설정한 항로 계획(기준 운항 데이타)에 따라 운항될 수 있다.That is, the electronic chart 100 may perform track control. Accordingly, the ship can be operated according to the route plan (reference flight data) initially set in the electronic chart 100.

그리고, 선박 자동 식별부(300)는 자 선박의 고유 정보 및 운항 상태 데이타 를 타 선박의 선박 자동 식별부(300)로 전송하고, 타 선박에 설치되는 선박 자동 식별부(300)는 자 선박의 선박 자동 식별부(300)로 타 선박의 고유 정보 및 운항 상태 데이타를 전송한다.The vessel automatic identification unit 300 transmits the unique information and the operation status data of the own vessel to the vessel automatic identification unit 300 of the other vessel, and the vessel automatic identification unit 300 installed on the other vessel is the The vessel automatic identification unit 300 transmits the unique information and operation status data of the other vessel.

이어, 상기 자 선박의 선박 자동 식별부(300)는 전송 받은 타 선박의 고유 정보 및 운항 상태 데이타를 충돌 회피 제어부(500)의 통신 모듈로 전송한다.Subsequently, the vessel automatic identification unit 300 of the own vessel transmits the unique information and the operation state data of the other vessel to the communication module of the collision avoidance control unit 500.

또한, 레이다 검출부(200)는 레이다를 사용하여 자 선박의 주변에 존재되는 타 선박의 운항 상태 데이타를 수집 및 검출하여 상기 충돌 회피 제어부(500)의 통신 모듈로 전송한다.In addition, the radar detector 200 collects and detects operation state data of another ship in the vicinity of the own ship using the radar and transmits the data to the communication module of the collision avoidance controller 500.

따라서, 상기 충돌 회피 제어부(500)에는 선박 자동 식별부(300)로부터 전송 받은 타 선박의 운항 상태 데이타 및 레이다 검출부(200)로부터 전송 받은 타 선박의 운항 상태 데이타가 수집된다.Therefore, the collision avoidance control unit 500 collects the operation state data of the other vessel received from the ship automatic identification unit 300 and the operation state data of the other vessel received from the radar detector 200.

이어, 상기 충돌 회피 제어부(500)는 위험 상황을 판단을 할 수 있다.Subsequently, the collision avoidance control unit 500 may determine a dangerous situation.

즉, 상기 레이다 검출부(200)와 상기 선박 자동 식별부(300)로부터 전송 받은 타 선박의 운항 상태 데이타들 중 적어도 어느 하나가 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되는지의 여부를 판단한다. 즉, 상기 충돌 회피 제어부(500)는 충돌 회피 알고리즘을 동작시킨다.That is, whether at least one of the operational state data of the other ships received from the radar detector 200 and the automatic vessel identification unit 300 is included in the risk range in which the collision rate with the reference operational data is included in the preset range. Determine whether or not. That is, the collision avoidance control unit 500 operates a collision avoidance algorithm.

그리고, 상기 충돌 회피 제어부(500)는 상기 레이다 검출부와 상기 선박 자동 식별부(300)로부터 전송 받은 타 선박의 운항 상태 데이타들 중 적어도 어느 하나가 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 알람을 발생시킬 수 있다.In addition, the collision avoidance control unit 500 is a risk that the collision rate of the at least one of the operational state data of the other vessels received from the radar detector and the automatic vessel identification unit 300 is preset with the reference navigation data If included in the range, it can trigger an alarm.

그리고, 상기 알람이 발생되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타(충돌 회피 알고니즘의 트랙 제어)로 상기 자 선박을 운항하도록 제어할 수 있다.When the alarm is generated, it is possible to control the ship to operate with collision avoidance operation data (track control of a collision avoidance algorithm) that may stop the reference operation condition and move out of the danger range.

즉, 상기 충돌 회피 제어부(500)는 운항 중인 자 선박의 충돌 상황이 되면, 위험 상황을 판단한 후 알람을 발생시킨다. 만약 알람이 발생하지 않는 정상 상황일 경우에는 전자 해도(100)의 트랙 제어 기능을 따르며, 알람이 발생한 충돌 상황시에는 충돌 회피 제어부(500)를 통하여 선수각을 조종하여 안전한 방향으로 제어하는 즉 충돌 회피 운항 데이타를 따르는 자체 트랙 제어 기능을 수행하게 한다.That is, the collision avoidance control unit 500 generates an alarm after determining a dangerous situation when the collision situation of the own ship in operation is reached. If the alarm does not occur in a normal situation, the track control function of the electronic chart 100 is followed. In the event of an alarm, the collision control unit 500 controls the head angle through a collision avoidance control, that is, in a safe direction. Allows to perform its own track control function that obeys flight data.

그리고, 충돌 회피 제어부(500)는 위험 발생률 분석을 실시할 수 있다.In addition, the collision avoidance control unit 500 may analyze the risk occurrence rate.

즉, 상기 충돌 회피 제어부는 다음 경로까지 계속 충돌율이 위험 범위에 포함되는 지를 모니터링하여 상기 충돌율이 일정 이하의 수준을 이루면, 다시 정상 상태인 전자 해도(100)의 트랙 제어 기능으로 교체하여 자 선박의 항로를 이루도록 하고, 상기 충돌율이 일정 이상의 수준을 이루면 위험 발생률이 높은 것으로 판단하여 충돌 회피 운항 데이타(충돌 회피 알고리즘의 트랙 제어)로 상기 자 선박을 운항하도록 제어할 수 있다.That is, the collision avoidance control unit continuously monitors whether the collision rate is included in the dangerous range until the next path, and when the collision rate reaches a predetermined level or less, replaces the track control function of the electronic chart 100 in a normal state again. When the collision rate reaches a predetermined level or more, the risk occurrence rate is determined to be high, and the child ship may be controlled to operate with the collision avoidance operation data (track control of the collision avoidance algorithm).

그리고, 충돌 회피 제어부(500)는 자 선박의 운항 경로가 끝나는 지의 여부를 판단하여 경로가 끝나는 경우에 종료 처리하고, 끝이 아닌 경우에 위험 상황 판단을 연속적으로 실시할 수 있다.Then, the collision avoidance control unit 500 may determine whether or not the operation route of the own vessel is finished, and terminate the process when the route ends, and may continuously perform a risk situation determination when the route is not finished.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가 진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형 가능함은 물론이다.As described above, in the detailed description of the present invention has been described with respect to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications without departing from the scope of the present invention Of course it is possible.

따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐만 아니라, 이 특허 청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below, but also by the equivalents of the claims.

도 1은 본 발명의 선박용 충돌 회피 운항 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a collision avoidance operation system for ships of the present invention.

도 2는 본 발명의 선박용 충돌 회피 운항 시스템의 동작을 보여주는 도면이다.2 is a view showing the operation of the ship collision avoidance navigation system of the present invention.

도 3은 본 발명의 선박용 충돌 회피 운항 시스템을 사용한 충돌 회피 운항 방법을 보여주는 흐름도이다.3 is a flowchart showing a collision avoidance operation method using a collision avoidance operation system for ships of the present invention.

*주요부분에 대한 도면 설명** Description of main parts *

100 : 전자 해도(ECDIS)100: Electronic Chart (ECDIS)

200 : 레이다 검출부(Radar/RAPA)200: radar detector (Radar / RAPA)

300 : 선박 자동 식별부(AIS)300: Ship Automatic Identification Unit (AIS)

400 : 항해 장비들400: Navigational Equipment

500 : 충돌 회피 제어부500: collision avoidance control

600 : 오토 파일럿600: auto pilot

Claims (6)

기설정되는 기준 운항 데이타로 자 선박을 운항하도록 제어하는 전자 해도; 및An electronic chart for controlling to operate the own ship with preset reference navigation data; And 외부로부터 타 선박의 운항 상태 데이타를 전송 받아 상기 타 선박의 운항 상태 데이타와 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 선박을 운항하도록 제어하는 충돌 회피 제어 시스템부를 포함하는 선박용 충돌 회피 시스템.If the collision rate between the operation state data of the other vessel and the reference operation data is included in the preset risk range by receiving the operation state data of another vessel from the outside, the reference operation condition may be stopped and the risk range may be exceeded. And a collision avoidance control system for controlling the vessel to operate with collision avoidance navigation data. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 충돌 회피 제어 시스템부는,The collision avoidance control system unit, 상기 타 선박의 운항 상태 데이타를 레이다를 사용하여 검출하는 레이다 검출부와, 상기 자 선박 및 상기 타 선박에 장착되어 상기 자 선박 및 상기 타 선박의 고유 정보와 운항 상태 데이타를 서로 송수신하는 선박 자동 식별부와, 상기 레이다 검출부와 상기 선박 자동 식별부로부터 전송 받은 타 선박의 운항 상태 데이타들 중 적어도 어느 하나가 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 자 선박을 운항하도록 제어하는 충돌 회피 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박용 충돌 회피 시스템.Radar detection unit for detecting the operation state data of the other vessel using the radar, and the vessel automatic identification unit mounted on the own vessel and the other vessels to transmit and receive the unique information and operation state data of the own vessel and the other vessels with each other And the reference operating condition is stopped when at least one of the operational status data of the other ship received from the radar detector and the automatic vessel identification unit is included in a preset risk range with the reference operational data. And a collision avoidance control unit for controlling the ship to operate with the collision avoidance operation data which may escape the danger range. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 레이다 검출부는 레이다를 사용하여 검출되는 타 선박의 운항 상태 데이타와 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 선박용 충돌 회피 시스템. And the radar detection unit generates an alarm when the collision rate between the operation state data of the other ship detected using the radar and the reference operation data falls within a preset risk range. 전자 해도를 사용하여, 기설정되는 기준 운항 데이타로 자 선박을 운항하도록 제어하는 제 1단계; 및A first step of controlling to operate the own ship using predetermined reference navigation data using the electronic chart; And 충돌 회피 제어 시스템부를 사용하여 외부로부터 타 선박의 운항 상태 데이타를 전송 받아 상기 타 선박의 운항 상태 데이타와 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 자 선박을 운항하도록 제어하는 제 2단계를 포함하는 선박용 충돌 회피 시스템을 사용한 충돌 회피 방법.When the operation state data of another vessel is received from the outside using the collision avoidance control system unit and the collision rate between the operation state data of the other vessel and the reference operation data is included in a preset risk range, the reference operation condition is stopped. And a second step of controlling the ship to operate with the collision avoidance operation data which may escape the danger range. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 레이다 검출부를 사용하여 상기 타 선박의 운항 상태 데이타를 레이다를 통하여 검출하고,Using the radar detector to detect the operational status data of the other vessel through the radar, 선박 자동 식별부를 사용하여 상기 자 선박 및 상기 타 선박에 장착되어 상기 자 선박 및 상기 타 선박의 고유 정보와 운항 상태 데이타를 서로 송수신하고,Mounted on the own ship and the other ship by using the automatic vessel identification unit, and transmits and receives unique information and operation state data of the own ship and the other ship to each other, 충돌 회피 제어부를 사용하여 상기 레이다 검출부와 상기 선박 자동 식별부 로부터 상기 타 선박의 운항 상태 데이타를 전송 받고,Receive the operation state data of the other vessel from the radar detection unit and the automatic vessel identification unit using the collision avoidance control unit, 충돌 회피 제어부를 사용하여 상기 레이다 검출부와 상기 선박 자동 식별부로부터 전송 받은 상기 타 선박의 운항 상태 데이타들 중 적어도 어느 하나가 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 상기 기준 운항 조건을 정지하고 상기 위험 범위를 벗어날 수 있는 충돌 회피 운항 데이타로 상기 자 선박을 운항하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 충돌 회피 시스템을 사용한 충돌 회피 방법.If at least one of the operation state data of the other vessel received from the radar detection unit and the ship automatic identification unit using the collision avoidance control unit is included in the risk range in which the collision rate with the reference operation data is preset; A collision avoidance method using a collision avoidance system for a ship, characterized by stopping the standard operation condition and controlling the ship to operate with collision avoidance operation data which may escape the dangerous range. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 레이다 검출부는 레이다를 사용하여 검출되는 타 선박의 운항 상태 데이타와 상기 기준 운항 데이타와의 충돌율이 기설정되는 위험 범위에 포함되면, 알람을 발생시키는 것을 특징으로 하는 선박용 충돌 회피 시스템을 사용한 충돌 회피 방법.The radar detection unit generates an alarm when the collision rate between the operation state data of another ship detected using the radar and the reference operation data is within a predetermined risk range, and generates an alarm. How to avoid.
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