• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.801-804
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• 2003

선박 자율운항 시스템은 운항 안전성 확보, 운항능률의 향상, 선내 노동력 감소 및 작업환경 개선에 목표로 두고 있으며, 궁극적으로는 운항 경제성 확보를 통한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응제어방법 등을 응용하여 선박의 다양한 비선형성을 보상하고 선박의 희두각 유지제어, 항로 추적제어, 롤-타각제어, 선박 위치제어, 선박 자동접이안 등의 분야에 관한 연구가 수행중이며 실제 선박을 대상으로 한 응용연구가 진행중에 있다. 선박의 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계와 Load Condition은 선박운항 파라메터에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다 또한 외란요소인 파도의 유속과 방향, 풍속과 풍량 등은 선박의 운항을 힘들게 하는 주요 요인이 된다. 따라서 선박 자율운항 시스템에는 다양한 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 필요로 한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통행 제안된 알고리즘의 우수성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1773-1779
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• 2015

본 논문은 컬러 클러스터 MIMO 기술을 적용하여 육상과 해상 간의 저비용 고속 무선 데이터 전송이 가능한 해상 가시광 통신 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 각 컬러 클러스터에 50개의 RGB LED 로 구성되며, 온-오프키잉을 사용하여 변조한다. 수신기에서는 선택적 합성기술을 수행하여 컬러 클러스터의 다이버시티 효과를 얻어 비트오율 개선을 제공한다. 성능 실험에서는 해상 채널 구성을 위해 대기 난류 조건에서 바다 상태 데이터 (파고, 풍속 등)를 Pierson-Moskowitz 및 JONSWAP 스펙트럼에 적용하여 구현하였으며 해상 링크 품질을 통신거리와 비트 오율을 통해 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안한 시스템은 국제항로표지협회의 해상 부표식에 충족하고, 고출력 LED를 사용하기 때문에 충분한 조명을 동시에 제공할 수 있는 효율적인 해상 가시광통신 기술임을 보여주고 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권7호
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• pp.1509-1513
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• 2003

선박 자율운항 시스템은 운항 안전성 확보, 운항능률의 향상, 선내 노동력 감소 및 작업환경 개선에 목표로 두고 있으며, 궁극적으로는 운항 경제성 확보를 통한 승선 인원의 최소화에 그 목적이 있다. 최근에는 적응제어방법 등을 응용하여 선박의 다양한 비선형성을 보상하고 선박의 회두각 유지제어, 항로 추적제어, 롤-타각제어, 선박 위치제어, 선박 자동접이안 등의 분야에 관한 연구가 수행중이며 실제 선박을 대상으로 한 응용연구가 진행 중에 있다. 선박의 Steering Machine에 의해 조정되는 Rudder angle과 선박의 회두각의 관계와 Load Condition은 선박운항 파라메터에 영향을 주는 비선형적인 요소로서 작용한다. 또한 외란 요소인 파도의 유속과 방향, 풍속과 풍량 등은 선박의 운항을 힘들게 하는 주요 요인이 된다. 따라서 선박 자율운항 시스템에는 다양한 비선형성을 극복할 수 있는 강인한 제어 알고리즘을 필요로 한다. 본 논문에서는 퍼지 알고리즘을 이용하여 선박의 비선형적인 요인 및 외란을 극복할 수 있는 선박 자율운항 시스템을 설계하고 시뮬레이션을 통행 제안된 알고리즘의 우수성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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• pp.81-86
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• 2003

일본을 중심으로 과거 10여년전부터 수행되어온 선박자동충돌회피연구는 최근 눈부신 IT산업의 발전에 힘입어 실용화 단계에 까지 접어들 수 있는 환경을 맞이 하고 있다. 본 논문에서는 이러한 연구의 일환으로 선박자동충돌회피지원시스템의 주요 핵심 기술인 자동회피 알고리즘을 구성하기 위한 연구를 수행하였다. 선박운동방정식은 간편히 선체운동을 수학식으로 표현하는 KT모델을 이용하였으며, 선박이 정해진 항로를 유지해 나가는 Track Control System의 구현을 위해서는 퍼지 이론을 이용한 자동제어 시스템을 적용하였다. 또한 충돌회피 추론 부분에서는 위험도 판정을 위하여 TCPA와 DCPA를 이용한 퍼지 추론이 이용되었다. 충돌회피거동 기능면에서는 국제해상충돌예방규칙을 기초로 하여, 두 선박의 다양한 조우 상황을 분석하였다. 이 분석에 기초한 피항거동이 이루어질수 있도록 알고리즘을 구축하였다. 제안된 시스템의 유효성을 검증하기 위하여, 다양한 상황의 시뮬레이션이 수행되었다. 그 결과 적절한 선박충돌회피 동작이 이루어지는 것을 확인하였으며, 향후 더욱 연구가 발전된다면 자동선박충돌회피지원시스템으로 실 선박에 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.2516-2522
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• 2014

우리나라는 해안선이 복잡하여 연안을 항해하는 선박이나 어선의 안전한 항해 및 조업을 위해 효과적인 항로표지 운영이 필요하다. 특히 대형등명기는 야간에 항상 점등되어 선박의 안전을 보장해야 한다. 등대에 설치된 대형등명기가 점등되지 않을 경우 자신의 선위를 확인할 수 없어 사고가 발생하기 쉬우며 이는 커다란 경제적 피해를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 대형등명기의 상태정보를 감시 제어하는 대형등명기 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였다. 이 시스템은 다양한 장애상황에 신속히 대처하여 해양 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.2162-2166
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• 2016

본 논문은 해저탐사에서 소나영상 촬영을 위한 무인자율항법(AUSV)시스템 구현에 관한 연구이다. 자율항법 시스템은 선체에 모션센서, DGPS에 의한 현재 경위도 좌표와 목표지 경위도 좌표의 차를 가지고 선체 추진체의 항로를 FFPID 알고리즘으로 제어한다. 실험결과, 목적지 좌표에 대한 제어좌표 오차는 전체 항법거리 1km 에서 6 m 이하로 우수하다. 또한 자율항법 모드에서의 소나영상 촬영 결과물은 유인선 촬영 결과물과의 차이는 12 화소 이하로 전체 영상 차이는 거의 식별할 수 없이 동일하다. 개발된 시스템은 유인선으로 촬영 불가능한 해저 지형에 대한 소나영상 촬영을 위한 새로운 방법으로 활용 가능하다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.45-51
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• 2018

자율운항선박은 제4차 산업혁명을 맞이하여 조선해양분야에서 가장 주목을 받고 있는 기술이다. 특히, 자율운항선박기술은 해상에서의 안전성, 신뢰성, 효율성 및 친환경을 달성할 수 있는 핵심기술로서 간주되고 있다. 자율운항선박의 실현을 위해서는 선박이 자유적으로 운항할 수 있는 기술 뿐 아니라, 육상에서 원격으로 선박을 제어할 수 있는 기술도 중요하다. 본 논문에서는 육상에서 다양한 선박을 원격에서 관제할 수 있는 육상관제시스템에 대해서 다루고 있다. 본 논문에서는 원격관제를 위한 개방형 자율운항 시스템 구조로서 육상과 선박간 원격과제 및 원격 모니터링을 수행하기 위한 표준화된 원격관제 프로토콜과 선박 제어방안을 제안하고 있다. 또한, 본 논문에서는 모의선박을 통한 테스트베드 구축과 원격제어 기능에 대한 테스트를 통해 제안된 시스템의 적합성을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.289-295
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• 2019

국제항로표지협회에서는 해양 분야에서 활용하는 백업항법시스템의 경우 항만 입출항시 10 m의 수평정확도를 보장하도록 요구하고 있다. 대표적인 해양분야의 백업항법시스템인 eLoran은 10 m 이내의 수평 정확도를 만족함이 증명되었지만, 수신환경에 따라 항법성능이 저하되기도 한다. 특히 수신 안테나 주변의 잡음 및 멀티패스 등으로 인한 요인으로 인해 특정 상황에서는 항법 자체가 불가능해지기도 한다. 본 논문에서는 이러한 환경에서 항만입출항 조건의 수평정확도 요구성능을 만족하기 위하여 UAV(unmanned aerial vehicles)를 활용한 선박의 백업항법시스템을 설계하였다. eLoran 신호 수신에 영향을 주는 주변 환경의 영향을 감소시키기 위하여 UAV에 카메라, IMU센서, eLoran 안테나 및 수신기를 장착하였으며, 선박의 안테나보다 높은 곳에서 카메라를 이용하여 랜드마크를 추적하고 일정 범위 내에서 eLoran 신호 수신과 위치 및 자세를 제어하도록 설계하였다. 선박에서는 UAV로부터 수신한 영상 및 자세 정보와 eLoran 신호를 이용한 선박기반 측위결과를 이용해 항만 입출항 시 수평정확도 요구성능을 만족할 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.53-61
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• 2019

북극권에는 미개발된 막대한 에너지·자원이 매장되어 있다. 지구온난화로 인해 북극 항로의 이용이 가능해지고, 자원개발에 대한 관심이 높아짐에 따라 극지 인접국들과 선진국들은 국가적 차원에서 북극권 개발과 건설 사업을 활발히 추진하고 있다. 동시에 북극권 자원 개발과 자원 이송에 따른 환경오염 문제도 꾸준히 제기되어 왔다. 오늘날 환경 문제는 북극권 개발사업의 비용뿐 아니라, 사업 자체의 성공 여부에 중대한 영향을 미치고 있다. 따라서 북극권 자원 개발사업을 위해서는 에너지·자원 개발 및 이송과 관련된 기술 확보와 함께 환경영향평가(Environmental Impact Assessment, EIA)에 대한 전략 수립이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 북극권 자원 개발 시, 고려해야 할 환경영향평가의 특성과 절차를 살펴보고, 그에 필요한 정보를 체계적으로 관리하기 위한 시스템 구축 방안을 고찰하였다. 본 시스템은 북극권 환경영향평가에 필요한 정보 데이터베이스와 그를 활용하는 응용시스템으로 구성되며, 북극권 자원 개발사업을 위한 전략수립 등을 위하여 활용될 것으로 기대된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.21-29
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• 2017

본 논문에서는 고정밀 항로 탐색 기능과 장기 임무 수행 능력이 장점인 하이브리드 수중 글라이더의 제어에 관한 연구를 수행하였다. 하이브리드 수중 글라이더의 동적 모델링은 자세 제어기와 부력 엔진, 추진기의 수치 모델을 기반으로 하였다. 하이브리드 수중 글라이더의 부드러운 제어와 정밀한 항해를 고려하여 제어 시스템을 설계하였다. 물을 흡입 할 수 있는 부력 엔진은 선체의 부력을 제어하도록 설계되었다. 그리고 배터리를 탑재한 질량 이동체는 선체의 피칭 동작을 제어 할 수 있도록 설계되었다. 또한 부력 엔진 및 자세 제어기를 제어하기 위한 제어 시스템이 구성하였다. 성능을 확인하기 위해 제작된 모델을 사용하여 수조 시험을 수행하였다.