利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，包含：在船舶操舵室的天花板可移動地設(shè)置的天花板移動式透明顯示器；識別所述船舶的位置及航海者的頭部和視線方向的識別部；根據(jù)所述船舶的位置及所述航海者的頭部和視線方向，自從相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫接收外部圖像數(shù)據(jù)信息的接收部；調(diào)整所述接收部接收的所述外部圖像數(shù)據(jù)和通過玻璃窗的實際外部圖像成一致的注冊部；以及將所述注冊部調(diào)整的所述外部圖像數(shù)據(jù)的信息通過所述天花板移動式透明顯示器輸出于所述實際外部圖像位置的輸出部。
【專利說明】利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]增強現(xiàn)實(Augmented Reality)是指將使用者親眼所見的現(xiàn)實世界和具有附加信息的虛擬世界疊加產(chǎn)生的新環(huán)境。融合現(xiàn)實環(huán)境和虛擬環(huán)境的增強現(xiàn)實系統(tǒng)是自從1990年后半期以美國、日本為中心展開了研究開發(fā)。將現(xiàn)實世界以虛擬世界補充概念的增強現(xiàn)實雖然是使用以計算機圖形生成的虛擬環(huán)境，但主要的還是現(xiàn)實環(huán)境。計算機圖形是起對現(xiàn)實環(huán)境附加提供必要信息的作用。
[0003]另外，用于同時顯示現(xiàn)實環(huán)境和虛擬環(huán)境的透明顯示裝置基于最新顯示技術(shù)的發(fā)展也出現(xiàn)了利用透明電子元件的透明顯示裝置。透明顯示裝置是在透明玻璃或透明塑膠上層壓透明電極、透明半導(dǎo)體及透明絕緣體等來實現(xiàn)。發(fā)光面是由有機發(fā)光二極管(0LED:Organic Light Emitting Diode)、發(fā)光二極管(LED: Light Emitting Diode)或液晶(LCD:Liquid Crystal Display)等形成。
[0004]關(guān)于船舶航行系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)如韓國專利申請第10-2007-0037443號“根據(jù)含有波浪信息的ECDIS安全運行船舶的方法”的掲示，通過雷達(dá)正確地測量波浪信息，將這種信息通過ECDIS顯示并同時相互分享，提供通過波浪信息和ECDIS信息可以提高船舶運行安全性的根據(jù)含有波浪信息的ECDIS安全運行船舶的方法。
[0005]然而，單靠這種用于提高船舶運行安全性的電子海圖顯示系統(tǒng)(ECDIS)總是有限制，所以同時顯示關(guān)于現(xiàn)實環(huán)境的多種信息及船舶運行所需的虛擬信息，在急迫時刻幫助船長的判斷力，以確保船舶的安全性、擴大船舶運行的效率性和正確性，需要適用增強現(xiàn)實系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明需要解決的技術(shù)課題
[0007]本發(fā)明涉及用于解決這種現(xiàn)有技術(shù)問題的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)及增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其目的是通過使用者所看到的船舶外部背景和物體上用虛擬環(huán)境疊加相關(guān)這些的信息，使得能一眼看到航行所需的信息，憑直覺判斷復(fù)雜多樣的航海信息，以確保船舶運行的穩(wěn)定性，事先防止意外的航行事故。
[0008]解決課題的技術(shù)方案
[0009]為了完成如上所述的目的，根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，包含:在船舶操舵室的天花板可移動地設(shè)置的天花板移動式透明顯示器；識別所述船舶的位置及航海者的頭部和視線方向的識別部；根據(jù)所述船舶的位置及所述航海者的頭部和視線方向，自從相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫接收外部圖像數(shù)據(jù)信息的接收部；調(diào)整所述接收部接收的所述外部圖像數(shù)據(jù)和通過玻璃窗的實際外部圖像成一致的注冊部；以及將所述注冊部調(diào)整的所述外部圖像數(shù)據(jù)的信息通過所述天花板移動式透明顯示器輸出于所述實際外部圖像位置的輸出部。
[0010]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述識別部包含GPS系統(tǒng)以識別所述船舶的移動速度和位置，并包含識別傳感器以識別所述航海者的頭部和視線方向。
[0011]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，根據(jù)所述識別傳感器識別的所述航海者的頭部和視線方向，所述天花板移動式透明顯示器沿著天花板移動。
[0012]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述天花板移動式透明顯示器是沿著附著在天花板的軌道部移動。
[0013]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述外部圖像數(shù)據(jù)是以3D數(shù)據(jù)構(gòu)成。
[0014]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述接收部根據(jù)所述船舶的航海位置從海圖數(shù)據(jù)庫接收海圖，所述注冊部將所述海圖調(diào)整成與實際外部圖像一致，所述輸出部通過所述天花板移動式透明顯示器顯示所述船舶的航路。
[0015]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述接收部從包含內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)信息的電子海圖顯示系統(tǒng)(Erais)接收所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性信息，所述注冊部將所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息調(diào)整成與實際外部圖像一致，所述輸出部將所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)信息輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
[0016]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述接收部從AIS(船舶自動識別裝置)接收在海上運行的周圍船舶的信息，所述注冊部將所述周圍船舶的信息調(diào)整成與實際外部圖像一致，通過所述輸出部輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述注冊部根據(jù)預(yù)先設(shè)定的周圍船舶不同尺寸的模板調(diào)整從所述AIS接收的周圍船舶的尺寸，通過所述輸出部輸出于所述天花板移動式透明顯不器。
[0018]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述接收部從雷達(dá)接收外部的移動物體，在所述注冊部將所述移動物體的移動速度及位置調(diào)整成與實際外部圖像一致，并通過所述輸出部輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
[0019]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，若所述移動物體不是從所述AIS接收的周圍船舶時，在所述注冊部調(diào)整成與實際外部圖像一致，并通過所述輸出部輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
[0020]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述船舶的外部照度比預(yù)先設(shè)定值較低時，利用在所述實際外部圖像的位置預(yù)先設(shè)定的模板來顯示。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，包含:在船舶操舵室的天花板可移動地設(shè)置的天花板移動式透明顯示器；識別所述船舶的位置及航海者的頭部和視線方向的識別部；根據(jù)所述船舶的位置及所述航海者的頭部和視線方向，自從相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫接收外部圖像數(shù)據(jù)信息的接收部；調(diào)整所述接收部接收的所述外部圖像數(shù)據(jù)和通過玻璃窗的實際外部圖像成一致的注冊部；以及將所述注冊部調(diào)整的所述外部圖像數(shù)據(jù)的信息通過所述天花板移動式透明顯示器輸出于所述實際外部圖像位置的輸出部，所述接收部包含接收內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息，所述船舶的移動速度及航路，周圍船舶的移動速度及航路，以及移動物體的移動速度及航路而計算的計算部，并根據(jù)事先設(shè)定的時間間隔預(yù)測所述船舶隨時間的危險因素。
[0022]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述危險因素包含與所述海底地形沖突的危險、與所述周圍船舶沖突的危險、根據(jù)所述氣象遇難的危險、根據(jù)所述海域特性遇難的危險、與所述外部地形沖突的危險。
[0023]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，包含當(dāng)發(fā)現(xiàn)所述危險因素時，起警報功能的警報部。
[0024]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，包含在所述警報部啟動警報功能時，向?qū)Ш娇刂蒲b置發(fā)送控制信號以自動修正所述船舶航路的控制部。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其特征在于，包含:在船舶操舵室的天花板可移動地設(shè)置的天花板移動式透明顯示器；識別所述船舶的位置及航海者的頭部和視線方向的識別步驟；根據(jù)所述船舶的位置及所述航海者的頭部和視線方向，自從相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫接收外部圖像數(shù)據(jù)信息的接收步驟；調(diào)整所述接收部接收的所述外部圖像數(shù)據(jù)和通過玻璃窗的實際外部圖像成一致的注冊步驟；以及將所述注冊部調(diào)整的所述外部圖像數(shù)據(jù)的信息通過所述天花板移動式透明顯示器輸出于所述實際外部圖像位置的輸出步驟。
[0026]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述接收步驟根據(jù)所述船舶的航海位置從海圖數(shù)據(jù)庫接收海圖，所述注冊步驟將所述海圖調(diào)整成與實際外部圖像一致，所述輸出步驟通過所述天花板移動式透明顯示器顯示所述船舶的航路。
[0027]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述接收步驟從包含內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)信息的電子海圖顯示系統(tǒng)(Erais)接收所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性信息，在所述注冊步驟將所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息調(diào)整成與實際外部圖像一致，所述輸出步驟將所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性信息輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
[0028]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述接收步驟從AIS(船舶自動識別裝置)接收在海上運行的周圍船舶的信息，所述注冊步驟將所述周圍船舶的信息調(diào)整成與實際外部圖像一致，通過所述輸出步驟輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
[0029]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述接收步驟從雷達(dá)接收外部的移動物體，在所述注冊步驟將所述移動物體的移動速度及位置調(diào)整成與實際外部圖像一致，并通過所述輸出步驟輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
[0030]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，包含計算所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息，所述船舶的移動速度及航路，所述周圍船舶的移動速度及航路，以及所述移動物體的移動速度及航路的計算步驟，并根據(jù)事先設(shè)定的時間間隔預(yù)測所述船舶隨時間的危險因素。
[0031]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，所述危險因素包含與所述海底地形沖突的危險、與所述周圍船舶沖突的危險、根據(jù)所述氣象遇難的危險、根據(jù)所述海域特性的遇難危險、與所述外部地形沖突的危險，并且包含當(dāng)發(fā)現(xiàn)所述危險因素時，起警報功能的警報步驟。
[0032]另外，根據(jù)本發(fā)明，其特征在于，包含在所述警報步驟啟動警報功能時，向?qū)Ш娇刂蒲b置發(fā)送控制信號以自動修正所述船舶航路的控制步驟。[0033]有益效果
[0034]本發(fā)明的目的是提供在使用者所看到的背景及物體上疊加虛擬環(huán)境，相比于現(xiàn)有技術(shù)用于實現(xiàn)更現(xiàn)實的增強現(xiàn)實的裝置及方法。
[0035]另外，在各種船舶事故的原因中，已經(jīng)確定疏忽造成的事故占大部分，這是因為航海者過度疲倦所引起的，根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)能使航海者一目了然復(fù)雜多樣的航海信息，由此提高憑直覺的判斷能力，具有防止海洋事故的效果。
[0036]另外，使用天花板移動式透明顯示器時，天花板移動式透明顯示器向使用者所看的地方移動，便提供相關(guān)實際外部圖像的信息，因此不需在操舵室的所有玻璃窗設(shè)置高價的透明顯示器裝備，具有節(jié)省設(shè)置費用的效果，并且按著航海者的嗜好將天花板式顯示器放入天花板在off的狀態(tài)下亦可航行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)的方塊圖。
[0038]圖2是根據(jù)本發(fā)明的天花板移動式透明顯示器的示意圖。
[0039]圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)的方塊圖。
[0040]圖4是根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)的示意圖。
[0041]圖5是根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法流程圖。
【具體實施方式】
[0042]以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)的說明。首先，要注意在圖中對相同的構(gòu)成因素或部件盡可能用相同的參考符號來表示。在說明本發(fā)明時，為了不模糊本發(fā)明的要旨將省略有關(guān)公知功能或構(gòu)成的具體說明。
[0043]增強現(xiàn)實技術(shù)是重合實際圖像和虛擬圖像而顯示的技術(shù)，在航海者展望的外部圖像疊加航海支援信息而輸出，由此可以提供更直覺的信息。
[0044]基于增強現(xiàn)實技術(shù)的智能航海支援系統(tǒng)，結(jié)合CCTV攝像機及透明顯示器用圖像合成技術(shù)，三維注冊技術(shù)，傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)和智能導(dǎo)航技術(shù)，以航海者易于理解的形態(tài)提供航行信息，是可以提高航行安全及信息傳達(dá)效率的新概念航海系統(tǒng)。
[0045]使用增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)的航海支援系統(tǒng)要注冊(Registration)實際視覺信息和虛擬信息，由于視覺信息的位置根據(jù)使用者的位置及視線方向而不同，因此利用攝像機或多種傳感器等必須正確的找出使用者的位置和視線方向。
[0046]使用增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)的航行信息提供系統(tǒng)利用實時海上信息提供系統(tǒng)，電子海圖，AIS等可以應(yīng)用在船舶回避沖突，海上交通流量管制，船舶監(jiān)控等方面。
[0047]圖1是根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)的方塊圖。[0048]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)(I)包含天花板移動式透明顯示器100，識別部200，接收部300，注冊部400，輸出部500,
[0049]在識別部200利用GPS系統(tǒng)識別目前船舶的移動速度和位置，由配置成能識別航海者的頭部方向及視線方向的識別傳感器檢測識別航海者的視線方向。
[0050]為了識別航海者的視線方向，識別傳感器可由瞳孔識別攝像機和用于識別航海者頭部方向的識別攝像機分別構(gòu)成，或是能同時識別航海者視線和頭部方向的一個傳感器。
[0051]識別傳感器檢測航海者的頭部方向及瞳孔的動作，即向航海者所展望的視線方向設(shè)置在天花板上的天花板移動式透明顯示器100沿著天花板移動。
[0052]在操舵室的天花板沿著玻璃窗的周圍設(shè)置軌道部900，以便安裝天花板移動式透明顯不器100與玻璃窗相隔一定間隔能自由地移動。
[0053]經(jīng)考慮識別航海者頭部及視線方向的識別傳感器所檢測的航海者頭部方向及視線方向，按著航海者的視線移動的方向天花板移動式透明顯示器100沿著軌道部900移動，因此相比于操舵室的所有玻璃窗為透明顯示器的情況，減小透明顯示器的設(shè)置面積，具有降低設(shè)置費用的優(yōu)點。另外，天花板移動式透明顯示器100在off狀態(tài)時，可緊貼或放入天花板，航海者可按照之前的方式使用雷達(dá)、AIS、GPS、電子海圖顯示系統(tǒng)(EOTIS)、海圖數(shù)據(jù)庫等的外部信息，航海者可以采取以肉眼航行的方式。
[0054]接收部300是根據(jù)船舶的位置、航海者的頭部及視線的方向自從相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫(DB)接收外部圖像數(shù)據(jù)。
[0055]在注冊部400執(zhí)行將接收的外部圖像數(shù)據(jù)和航海者所看到的實際外部圖像之間的位置相互正確地成一致的注冊過程，輸出部500將在注冊部400 —致的外部圖像數(shù)據(jù)的多種信息，即相關(guān)陸地的信息、相關(guān)浮標(biāo)的信息等通過天花板移動式透明顯示器100輸出于實際外部圖像的位置上。
[0056]為了有效地適用于與實際外部圖像的注冊過程，并且使航海者易于找出實際航行信息，外部圖像數(shù)據(jù)是以3D數(shù)據(jù)構(gòu)成較好。即，相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫(DB)的構(gòu)建以3D數(shù)據(jù)構(gòu)成較好。
[0057]圖2是根據(jù)本發(fā)明的天花板移動式透明顯示器的示意圖。
[0058]如圖2所示，通過天花板移動式透明顯示器100可以顯示多種航行信息，多種航行信息可以包含船舶的航路、內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息、周圍船舶的信息，目前航行位置信息等。
[0059]多種航行信息中相關(guān)船舶航路計劃的信息收集是根據(jù)本發(fā)明的接收部300根據(jù)船舶的航海位置從海圖數(shù)據(jù)庫(DB)接收海圖，在注冊部400將接收的海圖調(diào)整成與實際外部圖像一致。
[0060]輸出部500將經(jīng)實際外部圖像和接收的海圖之間調(diào)整的海圖正確位置通過天花板移動式透明顯示器100顯示船舶的航路。
[0061]另外，內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)信息的收集是同樣的由接收部300從電子海圖顯示系統(tǒng)(EOTIS)接收，
[0062]在注冊部400將接收的內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息調(diào)整成與實際外部圖像的位置一致。[0063]輸出部500經(jīng)實際外部圖像和接收的內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性之間的調(diào)整通過天花板移動式透明顯示器100顯示內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性。
[0064]另外，在海上運行的周圍船舶相關(guān)信息的收集也由接收部300從AIS(船舶自動識別裝置)接收，
[0065]在注冊部400將接收的周圍船舶相關(guān)信息調(diào)整成與實際外部圖像的位置一致。
[0066]輸出部500經(jīng)實際外部圖像和接收的周圍船舶相關(guān)信息之間的調(diào)整通過天花板移動式透明顯示器100顯示周圍船舶相關(guān)信息。
[0067]在此，根據(jù)收集的周圍船舶尺寸注冊部400調(diào)整選擇預(yù)先設(shè)定的周圍船舶不同尺寸的模板通過輸出部500顯示在天花板移動式透明顯示器100上。
[0068]因為不能制作對所有船舶的三維模型，模板是指根據(jù)大小和種類將船舶分類的模型。在外部照度較低的情況下，同時輸出這種船舶模板和三維虛擬地形信息時，此圖像起可以替代實際外部圖像的虛擬現(xiàn)實功能。
[0069]這樣事先構(gòu)建周圍船舶不同尺寸的模板，在夜間航行時，實際從AIS收集的信息中顯示周圍船舶在近處航行，但以航海者的肉眼無法識別而很難直覺有多大的周圍船舶在相距多小，此時用模板在天花板移動式透明顯示器100顯示，將有助于航海者的航行信息的收集和判斷。
[0070]船舶的航行時間在如夜間或陰天模糊不清時，航海者預(yù)先設(shè)定外部照度低的基準(zhǔn)，通過照度傳感器實時檢測外部照度，當(dāng)檢測的外部照度低于預(yù)先設(shè)定值時，表示實際外部圖像不能以航海者的肉眼判斷，為了補強這點利用預(yù)先設(shè)定的模板顯示實際外部圖像。
[0071]作為參考，根據(jù)海上人命救助公約(Solars)，客船、IOOm以上的船舶、危險船舶等必須義務(wù)性的向外部發(fā)送船舶相關(guān)信息，這些周圍船舶的船舶航行信息通過AIS收集。AIS是指船舶自動識別裝置(Automatic Identification System),是實時提供船舶的位置、航線、速率等航海信息的尖端裝置。這是在海上用于防止船舶沖突的裝置，根據(jù)國際海事組織(IMO)是義務(wù)設(shè)置項目，采用船舶自動識別裝置(AIS)，就在不能識別周圍船舶的情況下，亦能判斷他船的存在和進行狀態(tài)。
[0072]通過AIS能收集的周圍船舶以外的小型船舶，或船舶以外在海上漂流的移動物體相關(guān)信息的收集是接收部300從雷達(dá)接收，移動物體的移動速度及位置在注冊部400調(diào)整成與實際外部圖像一致后，通過輸出部500輸出于天花板移動式透明顯示器100上。
[0073]圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)的方塊圖。
[0074]如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)除了天花板移動式透明顯示器100、識別部200、接收部300、注冊部400、輸出部500以外，還可以包含計算部600。
[0075]總合接收部300從電子海圖顯示系統(tǒng)(EOTIS)接收收集的內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)信息，識別部200通過GPS識別的目前船舶的移動速度及航路信息，接收部300根據(jù)船舶的航海位置從海圖數(shù)據(jù)庫(DB)接收收集的海圖相關(guān)信息，接收部300通過AIS接收收集的在海上航行的周圍船舶相關(guān)信息，由計算部600根據(jù)船舶的航路計劃計算基于周圍船舶、移動物體、內(nèi)河航道、暗礁海底地形的沖突危險性。
[0076]航海者可以預(yù)先設(shè)定時間間隔使計算部600以一定時間間隔執(zhí)行對沖突危險性的計算，以根據(jù)船舶的進行時間設(shè)定的時間間隔可以預(yù)測危險因素。
[0077]在此，危險因素是指與海底地形沖突的危險，與周圍船舶沖突的危險，根據(jù)氣象惡化遇難的危險，根據(jù)如漩渦、水流的速度等的海域特性遇難的危險、與如陸地、島等的外部地形沖突的危險。
[0078]還可以包含當(dāng)發(fā)現(xiàn)危險因素時，向航海者警告起警報功能的警報部700。
[0079]警報使用如天花板移動式透明顯示器100屏幕閃爍的圖像報警，或使用聲音報警。兩者都可以使用，或是航海者可以選擇這種報警的種類。
[0080]另外，還可以包含當(dāng)發(fā)現(xiàn)危險因素而在警報部700啟動警報功能時，向?qū)Ш娇刂蒲b置發(fā)送控制信號以自動修正船舶航路的控制部800。
[0081]借此，根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)向航海者提供一目了然的實際圖像和航海所需的綜合信息而提高直覺的判斷，并通過航路自動調(diào)整功能亦可事先防止航海者的疏忽，由此防止海上沖突。
[0082]圖4是根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)的示意圖。
[0083]如圖4所示，航海者可以一眼看出在船舶操舵室的天花板可移動地設(shè)置的天花板移動式透明顯示器100顯示的多種信息和實際外部圖像。
[0084]圖5是根據(jù)本發(fā)明的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法流程圖。
[0085]如圖5所示，利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法包含:識別船舶的位置及航海者的頭部和視線方向的識別步驟Sioo ;根據(jù)船舶的位置及航海者的頭部和視線方向，自從相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫接收外部圖像數(shù)據(jù)信息的接收步驟S200 ;調(diào)整接收部接收的所述外部圖像數(shù)據(jù)和實際外部圖像成一致的注冊步驟S300 ;以及通過注冊步驟S300調(diào)整的外部圖像數(shù)據(jù)的信息通過所述天花板移動式透明顯示器輸出于實際外部圖像位置的輸出步驟S400。
[0086]接收步驟S200根據(jù)船舶的航海位置從海圖數(shù)據(jù)庫接收海圖，從包含內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)信息的電子海圖顯示系統(tǒng)(Erais)接收所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性信息，從AIS(船舶自動識別裝置)接收在海上運行的周圍船舶的信息，從雷達(dá)接收外部的移動物體，在注冊步驟S300調(diào)整這些信息和實際外部圖像成一致，在輸出步驟S400通過天花板移動式透明顯示器顯示各種信息。
[0087]還可以包含總合計算這些多種外部信息，例如，內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息，船舶的移動速度及航路，周圍船舶的移動速度及航路，以及移動物體的移動速度及航路，并計算依航路計劃航行時，是否有危險因素的計算步驟S500。
[0088]還可以包含根據(jù)航海者事先設(shè)定的時間間隔，預(yù)測隨船舶航海時間的危險因素，當(dāng)發(fā)現(xiàn)危險因素時，向航海者發(fā)送警報信號的警報步驟S600。
[0089]在此，危險因素可以列舉與海底地形沖突的危險、與周圍船舶沖突的危險、根據(jù)氣象遇難的危險、根據(jù)海域特性遇難的危險、與外部地形沖突的危險等，但并不限定于此。
[0090]還可以包含在警報步驟S600啟動警報功能時，向?qū)Ш娇刂蒲b置發(fā)送控制信號以修正船舶航路計劃的控制步驟S700。
[0091]以上，對本發(fā)明的特定實施例進行了說明，但凡是本【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識的技術(shù)人員應(yīng)該了解不脫離記載的權(quán)利要求書所表示的發(fā)明思想及范圍之下，可以實施多種變更，改造及變化。
[0092]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
[0093]本發(fā)明可以應(yīng)用于增強現(xiàn)實裝置及系統(tǒng)領(lǐng)域，以及船舶航行系統(tǒng)領(lǐng)域。
【權(quán)利要求】
1.一種利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，包含: 在船舶操舵室的天花板可移動地設(shè)置的天花板移動式透明顯示器； 識別所述船舶的位置及航海者的頭部和視線方向的識別部； 根據(jù)所述船舶的位置及所述航海者的頭部和視線方向，自從相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫接收外部圖像數(shù)據(jù)信息的接收部； 調(diào)整所述接收部接收的所述外部圖像數(shù)據(jù)和實際外部圖像成一致的注冊部；以及 將所述注冊部調(diào)整的所述外部圖像數(shù)據(jù)的信息通過所述天花板移動式透明顯示器輸出于所述實際外部圖像位置的輸出部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述識別部包含GPS系統(tǒng)以識別所述船舶的移動速度和位置，并包含識別傳感器以識別所述航海者的頭部和視線方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)所述識別傳感器識別的所述航海者的頭部和視線方向，所述天花板移動式透明顯示器沿著天花板移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述天花板移動式透明顯示器是沿著附著在天花板的軌道部移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述外部圖像數(shù)據(jù)是以3D數(shù)據(jù)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述接收部根據(jù)所述船舶的航海位置從海圖數(shù)據(jù)庫接收海圖， 所述注冊部將所述海圖調(diào)整成與實際外部圖像一致， 所述輸出部通過所述天花板移動式透明顯示器顯示所述船舶的航路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述接收部從包含內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)信息的電子海圖顯示系統(tǒng)(Erais)接收所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性信息， 所述注冊部將所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息調(diào)整成與實際外部圖像一致， 所述輸出部將所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)信息輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述接收部從AIS(船舶自動識別裝置)接收在海上運行的周圍船舶的信息， 所述注冊部將所述周圍船舶的信息調(diào)整成與實際外部圖像一致， 通過所述輸出部將所述周圍船舶的信息輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述注冊部根據(jù)預(yù)先設(shè)定的周圍船舶不同尺寸的模板調(diào)整從所述AIS接收的周圍船舶的尺寸，通過所述輸出部將所述周圍船舶的模板輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述接收部從雷達(dá)接收外部的移動物體，在所述注冊部將所述移動物體的移動速度及位置調(diào)整成與實際外部圖像一致， 通過所述輸出部將所述移動物體輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，若所述移動物體不是從所述AIS接收的周圍船舶時，在所述注冊部調(diào)整成與實際外部圖像一致，并通過所述輸出部將所述移動物體輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述船舶的外部照度比預(yù)先設(shè)定值較低時，利用在所述實際外部圖像的位置預(yù)先設(shè)定的模板來顯示。
13.一種利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，包含: 在船舶操舵室的天花板可移動地設(shè)置的天花板移動式透明顯示器； 識別所述船舶的位置及航海者的頭部和視線方向的識別部； 根據(jù)所述船舶的位置及所述航海者的頭部和視線方向，自從相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫接收外部圖像數(shù)據(jù)信息的接收部； 調(diào)整所述接收部接收的所述外部圖像數(shù)據(jù)和實際外部圖像成一致的注冊部；以及將所述注冊部調(diào)整的所述外部圖像數(shù)據(jù)的信息通過所述天花板移動式透明顯示器輸出于所述實際外部圖像位置的輸出部， 所述接收部包含接收內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息，所述船舶的移動速度及航路，周圍船舶的移動速度及航路，以及移動物體的移動速度及航路而計算的計算部， 并根據(jù)事先設(shè)定的時間間隔預(yù)測所述船舶隨時間的危險因素。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，所述危險因素包含與所述海底地形沖突的危險、與所述周圍船舶沖突的危險、根據(jù)所述氣象遇難的危險、根據(jù)所述海域特性遇難的危險、與所述外部地形沖突的危險。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，包含當(dāng)發(fā)現(xiàn)所述危險因素時，起警報功能的警報部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實系統(tǒng)，其特征在于，包含在所述警報部啟動警報功能時，向?qū)Ш娇刂蒲b置發(fā)送控制信號以自動修正所述船舶航路的控制部。
17.一種利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其特征在于，包含: 在船舶操舵室的天花板可移動地設(shè)置的天花板移動式透明顯示器； 識別所述船舶的位置及航海者的頭部和視線方向的識別步驟； 根據(jù)所述船舶的位置及所述航海者的頭部和視線方向，自從相關(guān)外部地形的外部地形數(shù)據(jù)庫接收外部圖像數(shù)據(jù)信息的接收步驟； 調(diào)整所述接收部接收的所述外部圖像數(shù)據(jù)和實際外部圖像成一致的注冊步驟；以及將所述注冊部調(diào)整的所述外部圖像數(shù)據(jù)的信息通過所述天花板移動式透明顯示器輸出于所述實際外部圖像位置的輸出步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述接收步驟根據(jù)所述船舶的航海位置從海圖數(shù)據(jù)庫接收海圖， 所述注冊步驟將所述海圖調(diào)整成與實際外部圖像一致， 所述輸出步驟通過所述天花板移動式透明顯示器顯示所述船舶的航路。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述接收步驟從包含內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)信息的電子海圖顯示系統(tǒng)(Erais)接收所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性信息， 在所述注冊步驟將所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息調(diào)整成與實際外部圖像一致， 所述輸出步驟將所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性信息輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述接收步驟從AIS(船舶自動識別裝置)接收在海上運行的周圍船舶的信息， 所述注冊步驟將所述周圍船舶的信息調(diào)整成與實際外部圖像一致， 通過所述輸出步驟將所述周圍船舶的信息輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其特征在于，所 述接收步驟從雷達(dá)接收外部的移動物體， 在所述注冊步驟將所述移動物體的移動速度及位置調(diào)整成與實際外部圖像一致， 并通過所述輸出步驟將所述移動物體輸出于所述天花板移動式透明顯示器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其特征在于，包含計算所述內(nèi)河航道、海底地形、氣象及海域特性相關(guān)的信息，所述船舶的移動速度及航路，所述周圍船舶的移動速度及航路，以及所述移動物體的移動速度及航路的計算步驟，并根據(jù)事先設(shè)定的時間間隔預(yù)測所述船舶隨時間的危險因素。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述危險因素包含與所述海底地形沖突的危險、與所述周圍船舶沖突的危險、根據(jù)所述氣象遇難的危險、根據(jù)所述海域特性遇難的危險、與所述外部地形沖突的危險，并且包含當(dāng)發(fā)現(xiàn)所述危險因素時，起警報功能的警報步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的利用天花板移動式透明顯示器的船舶用增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，其特征在于，包含在所述警報步驟啟動警報功能時，向?qū)Ш娇刂蒲b置發(fā)送控制信號以自動修正所述船舶航路的控制步驟。
【文檔編號】G06T17/00GK103975576SQ201280035870
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月21日
【發(fā)明者】金善泳, 吳宰鏞, 樸世吉 申請人:韓國海洋研究院