• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.117-126
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• 2020

해상 객체 인식은 자율운항선박(MASS)의 지능형 보조 시스템으로써, 선장이 육안으로 해상 주변의 충돌 위험성이 있는 부유물을 확인하던 정보를 컴퓨터를 통해 자동으로 인식하여 사람이 확인하는 방법과 유사한 정확도로 인지하는 방법을 말한다. 선박 주변의 물체를 인식하는 방법으로 기존에는 레이더나 소나와 같은 장치로부터 수집된 정보를 통해 확인하였지만, 인공지능의 기술이 발달하면서 선박 지능형 CCTV를 통해 운항 항로에 있는 다양한 부유물을 인식하는 것이 가능하다. 하지만, 자율 선박의 다양한 요구사항과 복잡성 때문에 영상 데이터의 처리속도가 느려지게 된다면 원활한 서비스 지원은 물론 안전성도 보장할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해결하고자 본 논문에서는 해상 객체를 검출하는 데 있어 영상 데이터의 연산량을 최소화하여 처리속도를 높이기 위한 연구를 진행하였다. 해상 객체 인식의 관심 영역을 확보하기 위해서는 일반적으로 수평선을 찾는데 기존 연구들은 허프 변환 알고리즘을 활용하지만 본 논문에서는 속도를 개선하기 위해 이진화 알고리즘을 최적화하여 실제 객체의 위치와 유사한 영역을 찾는 새로운 방법을 제안한다. 또한, 제안하는 방법의 유용성을 증명하기 위해 딥러닝 CNN을 활용하여 해상 객체 인식 시스템을 구현함으로써 알고리즘의 성능을 평가하였다. 제안하는 알고리즘은 기존 방법의 인식 정확도를 유지하면서 약 4배 이상의 빠른 성능을 얻을 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.726-734
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• 2019

4차 산업 혁명으로 해양산업은 해사 관련 기술 및 시스템, 특히 선원의 역할에 상당한 변화가 생길 것으로 예상됩니다. 특히, 자율운항선박(MASS)은 인적과실에 의한 안전사고의 예방과 해상 작업 환경의 개선을 위하여 개발되고 있습니다. IMO는 교육 및 훈련 분야를 포함한 모든 분야에서 MASS의 도입에 대한 준비작업을 하고 있습니다. 이에 반해 국내지정교육기관은 아직 MASS에 탑승할 선원을 육성하기 위한 자격기준이나 교육훈련에 대한 계획을 수립하지 못하고 있는 상황입니다. 따라서 본 논문은 MASS의 특성과 적용기술을 검토하고, AI, 빅 데이터, 사이버 보안 등 급변하는 기술 환경에 최적화될 수 있는 스마트 선원의 능력 및 교육 훈련에 대한 필요성을 제시하고자 한다.

• 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 2020년도 추계학술대회
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• pp.42-43
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• 2020

현재, 전 세계적으로 자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, MASS)이 연구 개발되고 있다. 육상원격제어 시스템(Shore Remote Control System, SRCS)은, 비상 시 육상에서 원격으로 자격을 갖춘 원격제어사관(Remote Control Officer, RCO)이 MASS를 제어하기 위한 시스템이다. SRCS 개발을 위해서는 SRCS 운영 중에 발생 가능한 제어지연(control delay)에 대한 검토가 필요하다. 본 연구의 목적은 SRCS의 설계에 요구되는 제어지연 특성을 분석하고 정량화하기 위한 제어지연 모델을 구축하는데 있다. 먼저, SRCS의 제어지연 모델을 구축하고, 이를 통하여 제어지연의 특징을 분석하여 최적의 SRCS에 요구되는 다양한 제어특징을 검토하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.135-136
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• 2022

최근 자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, MASS)의 개발이 활발히 추진되고 있다. 자율운항선박의 완전한 자동화가 이뤄지기까지 육상센터에서 원격제어(Remote Control)로 선박을 운항하게 된다. 따라서 해기사의 역할을 육상 원격제어자가 수행하게 되며, 원격제어에 요구되는 기술, 교육, 시스템 등 여러 측면으로 이슈가 되고 있다. 아울러, 아직 구체적으로 고려되지 않는 원격제어자의 최적 원격제어 자세에 대한 고려가 필요하다. 제어자세는 업무의 집중도, 사고의 위험성 등에 많은 영향을 줄 수 있다. 그래서 이 연구에서는 현재 일반적으로 항해하는 형태인 서서하는 형태와 앉아서 하는 형태로 구분하여 항해 시 나타나는 해기사의 기술적 행동을 상황인식을 중심으로 고찰하였다. 추후 다양한 기술적 행동 분석 실험을 통해 자세결정을 위한 평가 기법을 제시할 예정이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.137-138
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• 2022

자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, MASS)은 전 세계적으로 활발히 연구 개발되고 있다. 국제해사기구(IMO)에서 규정하는 자율도 레벨(Degree of autonomy)의 Degree four에 해당하는 자율운항선박 개발까지 진행되는 가운데, 우리가 연구하고 있는 원격제어는 Degree two에서부터 필요한 주요 개발되어야 하는 핵심 기술 중 하나이다. 원격지에서 운항자가 원격제어시 발생되는 지연 상황에 대해 파악하였고 그중 선박 조종 특성에 의한 지연을 확인하였다. 추후 선박 조종에 영향을 주는 바람, 파고 등의 인자를 추가하여 보다 구체적인 연구 결과를 제시할 예정이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.165-166
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• 2022

최근 전세계적으로 자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, 이하 MASS)의 기술 개발 및 시험 항해가 본격적으로 추진되고 있다. 하지만 MASS의 출현과 별개로 운항 방식, 제어 방식, 관제 방식 등 명확한 지침은 부재한 상태이다. 육상에서는 머신 러닝을 통하여 자율주행차에 대한 다양한 제어 방식을 연구하고 있으며, 이에 따라서 MASS도 제어 또는 통항 방식에 대한 기초 틀을 마련할 필요성이 있다. 하지만 육상과 달리 해상은 기상, 조종성능, 수심, 장애물 등 다양한 변수들이 존재하고 있어 접근 방식이 복잡하여, 머신 러닝을 적용할 때 환경에 대한 요소를 적절하게 설정해야 한다. 따라서 본 연구는 멀티 에이전트 강화학습을 통하여 MASS의 자율적인 통항 방식을 제안하기 위하여 강화학습의 해상교통환경 설정을 위한 요소를 도출하고자 하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.198-199
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• 2023

자율운항선박 (Maritime Autonomous Surface Ship, MASS) 관련 기술이 전 세계적으로 활발히 개발되고 있는 가운데, 이러한 신기술을 검증하기 위해 국제표준 개발의 필요성이 증대하고 있다. 현재 ISO TC8(선박 및 해양기술) 분과에서 개발중이거나 제정된 표준 분석을 진행하였다. 3가지 카테고리로 분류하였을 때, 카테고리 3 - 세부 장비/어플리케이션에 대해 개발된 표준의 수가 카테고리 1 - 일반적인 가이드라인 및 기능적 요구사항에 대한 표준과 카테고리 1의 기능적 요구 사항을 만족하는 기술적 솔루션 레퍼런스인 기술적 솔루션 표준은 부족한 실정이다. 우선순위 도출을 통하여 카테고리 2 분야의 표준화 아이템을 도출하였고, 이를 기반으로 수립한 국제표준화 추진전략 및 계획을 소개할 예정이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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• pp.107-108
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• 2023

자율운항선박 (Maritime Autonomous Surface Ship, MASS) 관련 기술은 전 세계적으로 활발히 개발 중이다. 이와 더불어 선박정보 통신 기술(ICT)을 활용한 선박 관리에 대한 수요가 증가하면서 선박 데이터의 신뢰성 확보가 더욱 중요해지고 있다. 선박에서 사용하는 데이터는 점차 복잡해지고 용량이 증가함에 따라 체계적인 관리 방안이 필요하다. 본 연구에서는 주요 선급에서 발간한 기술자료와 표준동향 분석 및 전문가 논의를 통해 신규 표준 아이템을 도출하였다. 이를 기반으로 ISO 선박 및 해양기술 분과에 제안한 선박 데이터 신뢰성 확보를 위한 데이터 품질 관리 표준 제안한 결과를 소개하고자 한다. 신규 제안한 표준을 통해 국내 조선소 및 기업에서 개발한 선박 성능 분석 및 모니터링 시스템에 대한 품질 검증에 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.1331-1340
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• 2020

해상 객체 검출은 선장이 육안으로 해상 주변의 충돌 위험성이 있는 부유물을 컴퓨터를 통해 자동으로 검출하여 사람이 확인하는 방법과 유사한 정확도로 인지하는 방법을 말한다. 기존 선박에서는 레이더의 전파를 통해 해상 부유물의 유무와 거리를 판단하였지만 형체를 알아내어 장애물이 무엇인지는 판단할 수 없는 약점이 있다. 반면, 카메라는 인공지능 기술이 발달하면서 물체를 검출하거나 인식하는데 성능이 우수하여 항로에 있는 장애물을 정확하게 판단할 수 있다. 하지만, 디지털 영상을 분석하기 위해서는 컴퓨터가 대용량의 화소를 연산해야 하는데 CPU는 순차적 처리 방식에 특화된 구조이기에 처리속도가 매우 느려 원활한 서비스 지원은 물론 안전성도 보장할 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 해상 객체 인식 소프트웨어를 개발하였고 연산량이 많은 부분을 가속화하기 위해 FPGA로 구현하였다. 또한, 임베디드 보드와 FPGA 인터페이스를 통해 시스템 구현 완성도를 높였으며 소프트웨어 기반의 기존 구현 방법보다 약 30배의 빠른 성능을 얻었고 전체 시스템의 속도는 약 3배 이상이 개선되었음을 확인할 수 있었다.