해양환경안전학회지 (Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety)

해양환경안전학회 (The Korean Society of Marine Environment and safety)
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HNS 광역 탐지 및 모니터링을 위한 부유식 무인이동체 시스템의 실험적 성능 검증

Experimental Performance Validation of an Unmanned Surface Vessel System for Wide-Area Sensing and Monitoring of Hazardous and Noxious Substances

  • 박진욱 (한국과학기술원 기계공학과) ;
  • 김진식 (한국과학기술원 기계공학과) ;
  • 김진환 (한국과학기술원 기계공학과) ;
  • 김용명 (선박해양플랜트연구소) ;
  • 이문진 (선박해양플랜트연구소)
  • Jinwook Park (Department of Mechanical Engineering, KAIST) ;
  • Jinsik Kim (Department of Mechanical Engineering, KAIST) ;
  • Jinwhan Kim (Department of Mechanical Engineering, KAIST) ;
  • Yongmyung Kim (Maritime Safety and Environmental Research Division, Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering) ;
  • Moonjin Lee (Maritime Safety and Environmental Research Division, Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering)
  • 투고 : 2022.10.14
  • 심사 : 2022.12.28
  • 발행 : 2022.12.31
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초록

본 논문에서는 해상 위험유해물질(Hazardous Noxious Substances, HNS) 사고의 효과적인 대응을 위해 개발된 부유식 무인이동체기반 광역탐지 및 모니터링 시스템의 운용 시나리오 설계와 실험 검증 내용을 보인다. 광역탐지 및 모니터링 시스템은 장시간 운용이 가능하되 제한적 이동이 가능한 무계류형 부이 형태를 갖는 부유식 무인이동체 플랫폼을 기반으로 개발되었으며 임무 수행에 필요한 열화상 카메라, 레이더, 부유 및 대기 HNS의 탐지를 위한 센서가 탑재되었다. 실험 검증 과정에서는 탐지 센서 성능을 야외 환경에서 실험적으로 검증하기 위해 이동식 가스 유출 시스템(Portable Gas-exposure System, PGS)을 추가로 설치하였다. 무인 시스템의 원격 및 자율 운용을 위해 전체 운용 소프트웨어는 로봇운영체제(Robot Operating System, ROS) 프레임워크를 기반으로 통합되었다. 내수면 및 실해역에서의 실험을 통해 개발된 시스템의 운용 및 활용 가능성을 실험적으로 검증하였다.

In this study, we address the development of a floating platform system based on a unmanned surface vessel for wide-area sensing and monitoring of hazardous and noxious substances (HNSs). For long endurance, a movable floating platform with no mooring lines was used and modified for HNS sensing and monitoring. The floating platform was equipped with various sensors such as optical and thermal imaging cameras, marine radar, and sensors for detecting HNSs in water and air. Additionally, for experiment validation in real outdoor environments, a portable gas-exposure system (PGS) was built and installed on the monitoring system. The software for carrying out the mission was integrated with the Robot Operating System (ROS) framework. The practical feasibility of the developed system was verified through experimental tests conducted in inland water and real-sea environments.

키워드

과제정보

이 논문은 2022년도 해양수산부 재원으로 해양수산과학기술진흥원의 지원을 받아 수행된 연구임(20150340, 위험·유해물질(HNS)사고 관리기술개발).

참고문헌

  1. De Cubber, G., D. Doroftei, D. Serrano, K. Chintamani, R. Sabino, and S. Ourevitch(2013), The EU-ICARUS project: developing assistve robotic tools for search and rescue operations. Safety, Security, and Rescue Robotics (SSRR), 2013 IEEE international symposium on. pp. 1-4
  2. Kjerstad, Oivind K. and M. Breivik(2010), Weather optimal positioning control for marine surface vessels, IFAC Proceedings, Vol. 43, No. 20, pp. 114-119.
  3. Quigley, M., K. Conley, B. Gerkey, J. Faust, T. Foote, J. Leibs, R. Wheeler, and A. Ng(2009), ROS: an open-source Robot Operating System. In ICRA workshop on open source software, Vol. 3, No. 3.2, p. 5.
  4. Wang, J. H., J. W. Kim, T. H. Fang, and M. J. Lee(2018), Design and Implementation of Unmanned Surface Vessel for Wide-area Monitoring of Hazardous Noxious Substances. The Korean Society For Marine Environment & Energy, p. 49.