• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.597-606
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• 2020

무인수상정은 해상에서 원격 제어 또는 자율항해가 가능한 선박으로 미래 전투 환경에서 인명 손실을 최소화하면서도 전투력 우위를 확보할 수 있는 수단이다. 무인수상정 개발에 필요한 기술을 기획하기 위해서 관련 기술의 동향분석 및 유망기술 선정이 선행되어야 하나, 관련된 연구가 미흡하다. 본 연구의 목적은 무인수상정 관련 기술 동향을 정량적으로 분석하는 것으로, 토픽모델링을 이용하여 무인수상정 관련 세부기술을 도출하고, 유망/쇠퇴기술을 선정하였다. 분석 결과 유망기술로는 제어, 항법을 비롯하여 확인/검증, 자율수준, 임무 모듈, 활용 기술이, 쇠퇴기술로는 수중통신, 이미지 처리 기술이 선정되었다. 또한 기존 기술분류에 포함되지 않는 신기술 영역을 식별하였다. 여기에는 무인수상정 연구개발에 관련된 기술, 인공지능 기술, 유·무인체계와 협동 등 운용과 관련된 기술 그리고 진·회수 기술이 포함된다. 본 연구를 통해 파악된 기술 동향과 신기술 영역이 무인수상정과 관련된 핵심기술을 도출하고 연구개발 관련 정책 수립에 효과적으로 활용되기를 기대한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.1611-1618
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• 2017

최근 해양 환경에서 국방과 관련한 임무를 수행하는 무인수상정(USV, unmaned surface vehicle)의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 무인수상정이 해양 환경에서 성공적인 임무를 수행하기 위해서는 선체부, 추진시스템, 조향시스템, 제어시스템, 전원시스템 등을 포함하는 원격/자율 무인수상정 플랫폼이 필수적으로 요구된다. 기존 무인수상정은 기계식 제어 방식을 채택하고 있었지만, 이는 중량 등 여러가지 측면에서의 제약을 가진다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 무인수상정의 플랫폼 장비를 전자적으로 제어하기 위한 시스템을 개발하고, 개발한 시스템을 실험하여 유용성을 검증하는 것에 관한 내용을 다룬다. 이를 위해서 제어 명령에 따라 엔진, 워터젯, 전원 등 플랫폼 장비를 제어하기 위한 주 제어 시스템과 엔진 제어장치, 워터젯 제어장치, 전원 제어장치에 관한 시스템 아키텍처를 설계하고, 각 구성 요소를 개발한다. 또한, 개발한 시스템의 수조 실험 및 검증을 위하여 엔진 및 워터젯의 각 구성 요소를 포함하는 테스트베드를 설계 및 제작하였고, 이를 기반으로 실험을 수행하여 개발한 시스템의 유용성을 검증하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제24권1호
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• pp.61-69
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• 2021

Recently, autonomous navigation technology is actively being developed due to the increasing demand of an unmanned surface vehicle(USV). Local planning is essential for the USV to safely reach its destination along paths. the dynamic window approach(DWA) algorithm is a well-known navigation scheme as a local path planning. However, the existing DWA algorithm does not consider path line tracking, and the fixed weight coefficient of the evaluation function, which is a core part, cannot provide flexible path planning for all situations. Therefore, in this paper, we propose a new DWA algorithm that can follow path lines in all situations. Fixed weight coefficients were trained using reinforcement learning(RL) which has been actively studied recently. We implemented the simulation and compared the existing DWA algorithm with the DWA algorithm proposed in this paper. As a result, we confirmed the effectiveness of the proposed algorithm.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.58-65
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• 2020

본 논문에서는 다수 무인 수상정의 위협에 대응하기 위한 함정용 유도로켓의 전투효과도를 세가지 경우에 대해서 분석하였다. 함정에 장착된 다양한 무기체계와 유도로켓 체계를 이용하여 거리별로 접근하는 다수 무인 수상정 격침 확률을 비교하였다. 분석결과 함정에 장착된 함포 대함미사일 근접방어체계 보다 유도로켓의 전투효과도가 향상됨을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권4호
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• pp.253-261
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• 2021

This paper describes the process of evaluating maneuverability in still water of an unmanned surface vehicle based on data measured by performing sea trials. First, we set up a test scenario that is easy to analyze the maneuverability of the unmanned surface vehicle and to identify and verify the dynamics model. Since the attitude of hull varies according to the speed of the unmanned surface vehicle which has a planing hull shape, the relationship between waterjet RPM, speed and attitude is analyzed by performing straight forward tests at various speeds. The turning tests of the unmanned surface vehicle in which the waterjet angle rotates while turning are performed by changing the waterjet rotation angle under the condition of two representative speeds to analyze turning ability. The turning ability of the unmanned surface vehicle includes speed reduction, yaw rate, heel, and turing diameter at steady turning phase according to the speed and RPM.

• 대한조선학회지
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• 제51권2호
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• pp.23-28
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• 2014

• 한국군사과학기술학회지
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• 제21권5호
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• pp.640-648
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• 2018

Time division wireless communication in tactical MANET is attractive to deliver both high data rates and long-range coverage, and to provide scheduled QoS to mission participants. This paper is about the time synchronization issue of multi-mission USV in tactical MANET. As USV communication coverage becomes longer, the synchronization error also becomes higher; therefore, which results in link disconnection, and consequent failures of reconnection because base station cannot configure necessary parameters over long-distant terminal. We propose a range adaptive time synchronization method to compensate for synchronization errors. The issue of long-range time synchronization problem was identified during maritime communication tests, and we verified the proposed method through analyses of both indoor and outdoor test results.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제21권1호
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• pp.40-46
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• 2018

In order to successfully detect and identify underwater targets located on the seabed, unmanned surface vehicles (USVs) typically acquire acoustic signals with a side-scan sonar device and reconstruct information about the target from the processed images. As the quality of the side-scan sonar images acquired by USVs depends on the environment and operating parameters, using modeling and simulation techniques to design side-scan sonar devices can help optimize the reconstruction of the sonar images. In this work, we study a side-scan sonar design for use in USVs, that takes the movement of the platform into account. First, we constructed a simulated seabed environment with underwater targets, and specified the maneuvering conditions and sonar systems. We then generated the acoustic signals from the simulated environment using the sonar equation. Finally, we successfully imaged the simulated seabed environment using simple signal processing. Our results can be used to derive USV side-scan sonar design parameters, predict the resulting sonar images in various conditions, and as a basis for determining the optimal sonar parameters of the system.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권3호
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• pp.945-953
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• 2018

본 논문은 무인수상정의 자율운항을 위한 장애물 탐지 및 회피기동을 위해 3차원 라이다를 사용하였다. 단일센서만을 사용해서 해상조건에서의 무인수상정 장애물 회피운항을 하는데 목적이 있다. 3차원 라이다는 Quanergy사의 M8센서를 사용하여 주변 환경 장애물 데이터를 (r, ��, ��)로 수집하며 장애물 정보에는 Layer 정보와 Intensity 정보를 포함한다. 수집된 데이터를 3차원 직각좌표계로 변환을 하고, 이를 2차원 좌표계로 사상한다. 2차원 좌표계로 변환한 장애물 정보를 포함하는 데이터는 수면위의 잡음데이터를 포함하고 있다. 그래서 기본적으로 무인수상정을 기준으로 가상의 관심영역을 정의하여서 규칙적으로 생성되는 잡음데이터에 대해서 삭제를 하였으며, 그 이후에 발생하는 잡음데이터는 Vector Field Histogram으로 계산된 히스토그램 데이터에서 Threshold를 정해 밀도값에 비례하여 잡음데이터를 제거하였다. 제거된 데이터를 이용하여 무인수상정의 움직임에 따른 상대물체를 탐색하여 가상의 격자지도에 1 Cell씩 저정하면서 데이터의 밀도 지도를 작성하였다. 작성된 장애물 지도를 폴라 히스토그램을 생성하고, 경계값을 이용하여 회피방향을 선정하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.1-10
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• 2022

국방 분야는 아군 피해를 최소화하고 전투 효과를 향상하기 위해 무인 시스템을 운용한다. 해군의 무인수상정(USV, Swarm Unmanned Surface Vehicle)은 통신범위 내 군집 형성과 USV 간의 상황인식 정보공유를 통해 임무를 수행한다. 본 논문은 무인수상정의 내부 연동 및 외부 연동을 위한 인터페이스 연동어댑터 시스템(IAS, Interface Adapter System)을 제안한다. IAS는 USV의 자율운항 경로생성과 무장할당을 계획하는 임무계획 부체계(MPS, Mission Planning Subsystem)의 타 부체계 간 연동을 담당하며, 주요 기능은 MPS와 타 부체계 간 인터페이스 데이터를 실시간으로 교환하는 것이다. 이를 위해, MPS의 기능 요구사항과 연동 메시지를 식별 및 분석하였고, 실시간 분산처리 미들웨어를 활용하여 IAS를 구현하였다. 실험은 군집 USV 시뮬레이션 환경을 통한 다수의 통합시험을 수행하였으며, 지연시간과 연동 메시지 손실률을 측정하였다. 그 결과, 제안한 IAS는 MPS와 타 부체계 간 성공적인 가교역할을 수행할 것으로 기대한다.