• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.16 no.1
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• pp.1-8
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• 2013

This study focuses on a ship detection and tracking method using Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar used for horizontal surveillance. In general, FMCW radar can play an important role in maritime surveillance, because it has many advantages such as low warm-up time, low power consumption, and its all weather performance. In this paper, we introduce an effective method for data and signal processing of ship's detecting and tracking using the X-band radar. Ships information was extracted using an image-based processing method such as the land masking and morphological filtering with a threshold for a cycle data merged from raw data (spoke data). After that, ships was tracked using search-window that is ship's expected rectangle area in the next frame considering expected maximum speed (19 kts) and interval time (5 sec). By using this method, the tracking results for most of the moving object tracking was successful and those results were compared with AIS (Automatic Identification System) for ships position. Therefore, it can be said that the practical application of this detection and tracking method using FMCW radar improve the maritime safety as well as expand the surveillance coverage cost-effectively. Algorithm improvements are required for an enhancement of small ship detection and tracking technique in the future.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.186-186
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• 2022

과거에는 선박을 운용하기 위해서 많은 인원이 필요하였으나 최근 들어 선박 운용에 필요한 인원이 줄어들고 있으며, 더 나아가 자율적으로 운항하는 선박을 만들기 위한 연구가 활발히 수행되고 있다. 자율 운항 선박을 구성하는 여러 요소 중 인간의 시각을 대체하기 위한 자율 인지 시스템은 가장 선행되어야 하는 연구 분야 중 하나이다. RADAR (RAdio Detection And Ranging) 및 AIS (Automatic Identification System) 등의 전통적인 인지 센서를 활용한 연구가 진행 중이지만 사각지대나 탐지 주기 등의 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 다중 카메라 (광학, 열상, 파노라마)를 이용하여 전통적인 인지 센서의 한계를 보완하는 새로운 인지 시스템을 고안하였으며, 이를 기반으로 해상 장애물을 추적하여 동적 운동 정보를 얻었다. 먼저 실해역에서 수집한 이미지를 바탕으로 해상 장애물 탐지를 위한 데이터를 구성하고, 딥 러닝 기반의 탐지 모델을 학습시켰다. 탐지 모델을 이용하여 탐지한 결과는 직접 설계한 칼만 필터 기반의 적응형 추적 필터를 통과시켜 해상 장애물의운동 정보 (궤적, 속력, 방향)를 계산하는데 활용되었다. 또한 본 연구는 카메라를 센서로 활용했을 때의 한계를 보완하기 위하여 동 시간대에 다중 카메라에서 추적한 각각의 정보를 융합하였다. 그 결과 단일 카메라를 활용하는 경우, RADAR의 오차 범위 이내에 추적 결과가 수렴하는 양상을 보였으며, 다중 카메라를 활용하는 경우에는 단일 카메라보다 정확한 추적이 가능함을 확인하였다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.54 no.5
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• pp.90-96
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• 2017

Due to the merit of having wide range with low cost, HF radar's ship detection and tracking research as maritime surveillance system has been recently studied. Many ship detection and tracking algorithms have been developed so far, however, performance comparison cannot be conducted properly because the states of target ships (such as moving path, size, etc.) differ from each study. In this paper, we propose a simulator based on compact HF radar, which generates data according to the size and moving path of target ship. Given the generated data with identical ship state, it is possible to conduct performance comparison. In order to validate the proposed simulator, the simulated data has been compared with real data collected by the SeaSonde HF radar sites. As a result, it has been shown that our simulated data resembles the real data. Therefore, the performance of various detection or tracking algorithms can be compared and analyzed respectively by using our simulated data.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2006.05a
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• pp.228-231
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• 2006

선박의 위치추적시스템(VMS: Vessel Monitoring System)은 선박의 안전항해를 확보하기 위한 수단으로 다양한 통신망을 사용하여 구성을 확대해나가고 있다. VMS를 위한 통신망으로는 현재 Inmarsat 및 Orbcomm 등 위성통신망과 AIS(Automatic Identification System of ships: 선박자동식별장치)의 VHF(Very High Frequency: 초단파) 통신망 등이 사용되고 있다. 최근에는 5톤 이상의 어선에도 VHF 무선설비의 설치를 단계적으로 강제화하였으며, 소형선박에도 AIS의 탑재를 강제화할 계획을 검토하고 있음에 따라 이에 따른 효율적인 통신망 구축 방안을 사전에 검토할 필요성이 대두되었다. 여기에서는 선박의 안전항해를 확보하고 효율적인 VMS를 구축할 수 있는 VMS 통신망 구축 방안에 대하여 연구 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.184-185
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• 2022

국제해사기구(IMO)에서는 2017년 미래선박으로서 자율운항선박(MASS)의 개념을 채택한 바 있으며, 실해역 운항을 위한 국제법규 및 규정 검토를 진행하고 있다. 무인선은 악천후시 유인선이 수행하기 힘든 임무를 대체하거나 지원하기 위하여 원격 혹은 자율적으로 운용되는 일종의 소형 자율운항선박을 의미한다. 선박해양플랜트연구소에서는 2011년부터 해양수산부 연구개발사업을 통하여, 무인선 아라곤호 시리즈를 개발하였으며, 아라곤1호, 2호, 3호 등 총 3척을 운용하고 있다. 해당 선박은 길이 8미터, 배수량 약 3톤급의 활주선형으로 원격운항, 경로추종 및 충돌회피 등 자율운항 기능이 적용되어 있다. 한편, 무인선은 공중 드론과 달리 탑재중량이 크고, 항속시간이 길어 해상에서 감시,첩보, 정찰 등에 효용성이 높으며, 최근 한척보다는 여러 척을 운용하는 것이 효과적이어서 무인선 군집(USV Swarm)으로 해상임무를 수행하려는 연구가 다양하게 진행되고 있다. 선박해양플랜트연구소에서는 2019년부터, 기존의 아라곤호 시리즈 무인선들을 활용하여, 무인선 군집 자율운항 시스템 개발을 위한 "인공지능 기반 무인선 상황인식 및 자율운항 기술 개발" 과제를 진행하고 있다. 해상에서 불법선박이 출현시 이를 효과적으로 단속하기 위하여 추적 기동이 필요한데, 본 연구에서는 무인선 3척을 활용하여 불법선박을 추적하는 해상 감시 실해역 시험을 수행하였다. 본 논문에서는 무인선 군집 자율운항 시스템에 대하여 소개하고, 무인선 군집을 활용한 불법선 추적에 관한 실해역 시험결과에 대해 소개한다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.34 no.2_2
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• pp.313-326
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• 2018

This paper introduces core techniques on ship detection and tracking based on a compact HF radar platform which is necessary to establish a wide-area surveillance network. Currently, most HF radar sites are primarily optimized for observing sea surface radial velocities and bearings. Therefore, many ship detection systems are vulnerable to error sources such as environmental noise and clutter when they are applied to these practical surface current observation purpose systems. In addition, due to Korea's geographical features, only compact HF radars which generates non-uniform antenna response and has no information on target information are applicable. The ship detection and tracking techniques discussed in this paper considers these practical conditions and were evaluated by real data collected from the Yellow Sea, Korea. The proposed method is composed of two parts. In the first part, ship detection, a constant false alarm rate based detector was applied and was enhanced by a PCA subspace decomposition method which reduces noise. To merge multiple detections originated from a single target due to the Doppler effect during long CPIs, a clustering method was applied. Finally, data association framework eliminates false detections by considering ship maneuvering over time. According to evaluation results, it is claimed that the proposed method produces satisfactory results within certain ranges.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.2 no.1
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• pp.90-101
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• 1999

This paper is concerned with the design of automatic ship maneuvering system including automatic path tracking controller and automatic berthing controller. The optimal control technique is employed to design the automatic path tracking controller, which is based on the linearized equations of ship motion. The numerical example shows that the automatic path tracking controller is capable of tracking the line between way points which are determined by pilot a priori. The decentralized control technique is employed to design the automatic berthing controller. In addition to the automatic path tracking controller, the fuzzy logic controller is used to control the forward speed. The numerical example shows that the automatic berthing controller can be successfully implemented.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2011.11a
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• pp.57-59
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• 2011

선박 운항 안전을 위한 기술은 선박 자체 뿐만아니라 육상 해상교통관제 시스템(VTS)에서도 매우 중요한 역할을 수행한다. 최근 국제적으로 e-Navigation을 지향한 최신 IT기술을 반영한 새로운 안전운행을 지원하기 위한 VTS 기술개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 국제적 변화와 더불어 최근 국내에서는 초고속 선박인, 위그선이 개발되어 곧 운항될 예정이므로, 기존의 VTS에서(>70NM) 추적할 수 있는 물표의 속도 범위를 벗어나고 있다. 따라서 물표 추적 및 융합 알고리즘의 위그선 환경을 고려한 개선된 기술개발 필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 이러한 초고속 선박 환경에서 국내 VTS 시스템에서 적용 가능한 방안을 연구하고, 이들을 비교하여 실제 적용할 수 있는 기술개발 방향을 정립하고자 한다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.17 no.7
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• pp.1583-1588
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• 2013

According to 2008 statistics, there is a need for sailing lookout to minimize the ships collision that caused a secondary damage such as environment pollution and it happened 25 percentage rate. The aim of this study is to construct the object targeting system for notifying the sailing and ship information as monitoring the marine with CCTV having a zoom, rotation, and tile function. In this study we expected to induce the safety sailing by offering the CCTV automatic treatment.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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• 2003.11a
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• pp.13-21
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• 2003

Ships if 500 gross tonnage and upwards constructed on or after 1 July 2002 shall have an automatic tracking aids according to SOLAS V /19 but existing ships less than 10,000 gross tonnage constructed before 1 July 2002 have potential collision risks due to the lack of automatic plotting devices like as an ATA This paper aims to provide a homemade ATA by developing the tracking algorithm for ATA and to prevent collision incidents by distributing ATA system to coasters.