• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제9권6호
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• pp.674-682
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• 2003

선박 자율운항시스템(autonomous navigation system)이란 선박운항에 있어 항해계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 주변 상황변화를 예측하고 대처하는 항해 전문가의 능력을 전산화한 것이다. 선박 자율운항시스템은 항해, 충돌회피, 선체유지, 자료융합, 운동제어 그리고 이를 통합하는 아키텍처로 구성되어 있다. 운동제어시스템은 선박의 유체학적 특성을 고려하여 해도 상에 원하는 위치로 선박을 이동하기 위해서 추진 및 조타장치를 제어하는 시스템으로 자율운항제어시스템에 필수적인 구성 시스템 중에 하나이다. 본 논문은 운영플랫폼인 가상세계시스템을 기반으로 운영되는 선박자율운항시스템과 운동제어시스템의 연동과 구현에 관한 연구이다. 운동제어시스템은 충돌회피시스템으로부터 상위 레벨의 고수준제어 요구치를 전달받아 조타 및 추진치로 변환하고 조타장치와 추진장치를 제어하는 시스템이다. 본 논문에서 선박 운동 특성을 수학적으로 모방하는 Oldenburger의 제어 이론에 기반하여 선박운동제어기를 개발하고 성능검정을 위해 선박시뮬레이터에서 다양한 시나리오를 바탕으로 시뮬레이션 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.129-134
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• 2004

Author presented some study with a title of "automatic control for ship collision avoidance system" in previous papers. The paper reported the tread of the study, un-sloved issues and outcome of the study. In this paper, some additional results will be reported. The first is the algorithm of avoidance of group ship that is one of the un-sloved issues. The algorithm is useful when a ship takes an avoiding action toward group fish boats and approaching group merchant vessel. The second is unified model for calculating ship collision risk. The collision risk changes with various meet type of ships. Therefor newly-developed model is suggested to take into account of these situations. Finally simulation is carried out to verify suggested algorithm and model in various ship encounter situations..

• 수산해양교육연구
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• 제15권1호
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• pp.47-56
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• 2003

최근 한 일, 한 중 어업협정의 발효와 함께 더욱 좁아진 우리 나라 어장에서 트롤선의 조업이 한정된 수역에서 많이 이루어짐으로써 조업중 트롤선끼리의 충돌의 위험성이 높아졌다. 조업중에는 어구의 저항 때문에 충돌회피 동작을 취하려고 해도 조종자의 의도대로 선박이 조종되지 않을 것이다. 따라서 본 논문에서는 조업중인 트롤선의 경우 충돌회피 동작을 위한 안전한계 거리를 실선시험을 통하여 구한 자료를 분석, 검토하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. $15^{\circ}Z$, $25^{\circ}Z$, $35^{\circ}Z$시험 중 선박의 조종성은 $35^{\circ}Z$시험에서 가장 좋았다. 2. 가 장 먼 거리에서 피항동작에 들어가야 되는 경우는 양 선박의 침로교각이 $60^{\circ}{\sim}90^{\circ}$ 부근이며 이 경우 자선길이의 약 5배 이상이 되어야 한다. 3. 양 선박이 조우하는 침로교각이 둔각인 경우에는 예각일 경우보다 충돌위험이 더 크므로 더 먼 거리에서 피항동작에 들어가야 한다. 4. 피 항선은 물론 유지선의 피항동작도 안전한계 접근거리 밖에서 이루어져야 한다. 5. 횡 단상태에서 양 선박간에 변침만으로 피항동작을 취하는 경우 최대 안전한계 접근거리를 염두에 두고 피항해야 되며, 최대 안전한계 접근거리 이내에서 피항동작을 취하여야 될 경우 예망속력의 조절도 수반되어야 할 것이다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2003년도 춘계 학술대회 학술발표 논문집
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• pp.193-196
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• 2003

최근 증가하고 있는 해상충돌사고는 대부분 선박을 조종하는 인간의 습관이나 실수에 기인하고 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 선박의 자율화 및 지능화의 연구가 활발히 진행되고 있는데 대표적인 연구로 지능형 자율운항제어시스템이 있다 지능형 자유운항제어시스템은 항로계획, 항로감시 및 충돌회피와 같은 전문가의 지식을 전산화한 것으로써 실제 선박에 장착되거나 시뮬레이션이 이루어질 때 시스템정보의 효과적인 전달을 위한 시각적 표현이 필요하다. 본 연구에서는 지능형 자율운항제어시스템의 2D기반 그래픽환경 구축을 위한 디스플레이를 개발한다. 디스플레이는 가상세계로부터 입력되는 데이터를 가상이미지로 변환한 후 사용자가 원하는 정보를 표현한다. 지능형 자율운항제어시스템에 근거한 디스플레이는 선박의 항해장비와 직접 연동되지 않기 때문에 구현, 수정 및 확장이 용이하다는 장점이 있다. 또한 본 연구에서 개발된 디스플레이는 가상이미지라는 개념을 도입하여 편리한 출력 수정과 선택이 가능하다. 제안된 연구는 가상세계의 데이터와 디스플레이에 표현된 정보를 비교ㆍ평가하여 성능을 검증한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.43-47
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• 2002

선박 업계의 항해 인력부족 현상을 해결하기 위한 방법으로 선박의 지능화 및 자동화에 관한 연구가 활발히 진행중이다. 선박의 지능화 및 자동화를 위해 지능형 자율운항제어시스템(Autonomous Ship Control System using Intelligence Techniques)이 개발되고 있다. 지능형 자율 운항제어시스템은 선박운항에 있어 항해계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 선박을 적절히 제어하는 항해 전문가의 능력을 전산화 한 것이다. 지능형 자율운항시스템은 항해, 충돌회피, 선체유지, 자료융합, 운동제어, 통합 아키텍처 시스템으로 구성되어 있다. 선박 운동제어시스템은 상위 레벨의 고수준제어 요구치를 하위레벨의 저수준제어치로 변환하는 제어기이다. 본 논문에서 선박의 물리적 특성을 모방하기위해 Oldenburger 제어 이론에 기반한 선박 제어기를 설계하고, 설계된 제어기의 성능검정을 위해 선박시뮬레이터에서 다양한 시나리오를 바탕으로 시뮬레이션 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.195-197
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• 2013

선박자동식별장치(AIS)는 선박의 선명, 제원 등 선박 정보, 운항정보 등을 선박과 선박 간, 선박과 관제센터 간 자동 송수신하는 장치다. 현재 국내에서는 전국 통합망 구축 사업 완료를 통해 AIS와 시스템이 본격적으로 운용되고 있다. 이러한 AIS 정보는 선박 대 선박 간의 충돌회피, 연안국이 불분명한 선박 및 그 화물에 대한 정보 획득, 선박 대 육상간의 통항관제를 위하여 사용된다. 하지만, 어선들은 생계와 관련된 어망의 위치가 노출되기 때문에, AIS 사용을 꺼려한다. 본 논문에서는 어선들의 위치가 노출되지 않도록 위치 정보를 암호화하고 인증하는 신뢰성 있는 AIS 통신 프로토콜을 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.1788-1791
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• 2010

위치 측정 기술의 발달로 인해 다양한 서비스들이 개발 되어 현대 사회에 제공되고 있다. 이러한 서비스들 중 GPS는 현재 우리 사회에 깊숙이 녹아 들어와 핸드폰, 내비게이션, 배송처리, 차량 위치 파악, 긴급구조서비스, 항공 및 선박 항법장치, DSLR 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. GPS는 위성신호를 수신하여 위치를 파악하기 때문에 위성신호를 수신할 때 공간상의 제약이 있고, 매우 민감하게 방해요소에 의해 간섭을 받을 수 있다. 차량이 충돌위험 발생시 GPS가 방해요소로 인해 수신되지 않으면 충돌회피를 위한 시스템이 제대로 작동하지 못할 우려가 있다. 본 논문에서는 GPS가 수신율이 떨어지는 터널, 고가도로, 지하주차장과 같은 장소에서의 WLAN을 기반으로 한 위치측정 기술을 이용하여 차량의 충돌회피를 방지하기 위한 프로토콜을 제안한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권1호
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• pp.75-81
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• 2019

This study presents an automatic collision avoidance algorithm for autonomous navigation of unmanned surface vessels. The performance of the collision avoidance algorithm is heavily dependent on the estimation quality of the course and speed of traffic ships because collision avoidance maneuvers should be determined based on the predicted motions of the traffic ships and their trajectory uncertainties. In this study, the collision avoidance algorithm is implemented based on the Probabilistic Velocity Obstacle (PVO) approach considering the maritime collision regulations (COLREGs). In order to demonstrate the performance of the proposed algorithm, an extensive set of simulations was conducted and the results are discussed.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.16-18
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• 2010

현재 우리나라에서 해상 수송은 무역 수 출입의 90%이상을 담당하고 있으며, 지정학적인 측면에서도 많은 중요한 역할을 하고 있다. 해상에서의 교통시스템 기능이 안정적으로 유지되고, 더욱 발전되기 위해서 무엇보다 연안 해역에서의 선박 교통에 대한 정확한 이해가 필요하다. 본 논문에서는 선박별 항적과 같은 선박 교통의 자료들을 기초로 하여, 우리나라의 각 수역별로 선박 흐름을 재현해 보는 연구를 수행하였다. 구체적으로 선박종류 항로특성 실제교통량 등을 해상 교통의 구성요소별로 분류하고, 자동피항 기능을 포함한 다수 선박간의 흐름을 재현하는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 목포항의 선박교통 자료를 기본으로 시뮬레이션을 실시하여 검증하였다. 또한 개발된 모델을 수역의 교통안전성 예측, 항로내 시설물 설치시 적정성 문제 등에 적용가능한 지를 고려하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.325-326
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• 2022

본 연구에서는 자율운항선박이 항만시설 중 정박구역이나 정박지를 항행하는 과정에서 정박 및 묘박 중인 선박들과의 예기치 못한 충돌 사고를 예방하며 안전하게 항행하기 위한 경로 생성 연구를 수행하고 있다. 정박구역과 같은 고밀집 영역 내 정박 또는 묘박 중인 선박들의 안전을 고려하여 자율운항선박의 경로를 생성하는 알고리즘을 설계하는 과정에서 필수적으로 고려되어야 하는 핵심 요소들을 식별하였다. 또한, 식별된 핵심 요소들을 알고리즘에 반영함과 동시에 자율운항선박의 항해 지원 적용 가능성을 검증하기 위한 알고리즘의 프레임워크를 설계하였다. 프레임워크 내 각 모듈별 관계와 모듈별 입출력 정보의 흐름을 체계화하였으며, 모듈들의 기능적 요소를 포함한 주요 성능을 검증하고자 모의 환경 구축을 위한 요소 모듈들을 식별하였다. 이를 기반으로 고밀집 영역 내에서 충돌을 회피하기 위한 경로 생성 알고리즘의 설계 방향성을 제안하였다.