• 한국군사과학기술학회지
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• 제25권6호
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• pp.586-595
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• 2022

In this paper, we propose a formation control algorithm for multi-USVs according to COLREGs. First, we applied the Dynamic Window Approach algorithm that can reflect the kinematic characteristics for the path movement of USVs. Then, we propose a virtual structure-based virtual leader-follower method that applies the advantages of leader-follower and virtual structure methods among conventional formation control algorithms for stability. Next, we proposed a collision avoidance algorithm according to all COLREGs when encountering an opposing ship by adding COLREGs situational conditions to the virtual leader, and finally confirmed the feasibility of the proposed method through simulation.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.644-655
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• 2020

본 연구는 항해사가 근접상황에서 심리적 충돌의 두려움으로 당황하여 규정된 충돌 회피조치를 수행하지 못하는 인적오류 상황을 연구하였다. 연구 목적은 선박 간 근접상황에서 항해사의 인적특성 요인인 승선경력, 면허등급, 연령요인이 충돌위험도에 미치는 영향을 규명하는 것이다. 본선과 상대선박 간 네 가지 대표적인 근접상황의 충돌침로에서 항해사가 지각한 충돌위험도 값을 측정, 정량화된 데이터를 얻기 위하여 시뮬레이터를 이용하여 충돌위험도 측정실험을 설계하고 두 척의 선박이 거리 2.5해리에서 충돌상황까지 상호 10노트의 속도로 접근할 때 본선의 30명의 항해사의 심장박동변이를 측정하여 항해사가 지각한 충돌위험도 측정데이터를 확보하였다. 측정값에 대한 다중회귀분석 결과 항해사의 승선경력과 면허등급 요인은 충돌위험도에 부(-)의 영향을 미쳤고, 연령은 영향을 미치지 않았다. t-검정 결과 승선경력≤4년인 항해사는 승선경력≥5년인 항해사 보다 충돌위험도 값이 유의미하게 높았고 면허등급 요인은 4 ~ 6급 그룹이 2 ~ 3급 그룹보다 충돌위험도 값이 유의미하게 높게 나타났다. 본 연구결과는 충돌위험경보시스템 개발에 적용될 수 있을 것이다.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제14권4호
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• pp.288-294
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• 2014

Understanding a ship's present position has been one of the most important tasks during a ship's voyage, in both ancient and modern times. Particularly, a ship's dead reckoning (DR) has been used for predicting traffic situations and collision avoidance actions. However, the current system that uses the traditional method of calculating DR employs the received position and speed data only. Therefore, it is not applicable for predicting navigation within the harbor limits, owing to the frequent changes in the ship's course and speed in this region. In this study, planned routes were applied for improving the reliability of the proposed system and predicting the traffic patterns in advance. The proposed method of determining the dead reckoning position (DRP) uses not only the ships' received data but also the navigational patterns and tracking data in harbor limits. The Mercator sailing formulas were used for calculating the ships' DRPs and planned routes. The data on the traffic patterns were collected from the automatic identification system and analyzed using MATLAB. Two randomly chosen ships were analyzed for simulating their tracks and comparing the DR method during the timeframes of the ships' movement. The proposed method of calculating DR, combined with the information on planned routes and DRPs, is expected to contribute towards improving the decision-making abilities of operators.

• Ocean Systems Engineering
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• 제10권4호
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• pp.415-434
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• 2020

Detecting objects is important for the safe operation of ships, and enables collision avoidance, risk detection, and autonomous sailing. This study proposes a ship detection method from images and videos taken at sea using one of the state-of-the-art deep neural network-based object detection algorithms. A deep learning model is trained using a public maritime dataset, and results show it can detect all types of floating objects and classify them into ten specific classes that include a ship, speedboat, and buoy. The proposed deep learning model is compared to a universal trained model that detects and classifies objects into general classes, such as a person, dog, car, and boat, and results show that the proposed model outperforms the other in the detection of maritime objects. Different deep neural network structures are then compared to obtain the best detection performance. The proposed model also shows a real-time detection speed of approximately 30 frames per second. Hence, it is expected that the proposed model can be used to detect maritime objects and reduce risks while at sea.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권4호
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• pp.327-333
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• 2014

해상에서의 충돌사고 예방을 위한 충돌회피 원칙 및 각종 항법 등을 규정하고 있는 국제해상충돌예방규칙은 선박 간 충돌회피를 위한 초기대응 기준에 대해 대부분 선박 운항자 경험 및 주관적 판단에 의해 결정하도록 명시되어 있다. 그러나 초임 해기사나 학생들은 선박 운항 환경을 종합적으로 판단할 수 있는 경험 및 능력이 부족하므로, 충돌방지를 위한 최소한의 정량적인 초동조치 기준을 제시해 줌으로써 충돌사고를 효과적으로 예방할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 해상충돌예방규칙 및 기존 충돌위험 관련 연구 동향을 분석하였으며, 다양한 승선경력을 가진 선박 운항자들을 대상으로 설문을 실시하여 선박 간 조우관계에 따라 주관적으로 판단하는 최소 안전 이격거리와 초기대응의 개시 거리 및 변침각도를 조사하였다. 이러한 분석 결과를 기초로 선박 조우 관계별 충돌회피를 위한 초기 동작이 필요한 거리, 안전 이격거리 및 변침각도를 제시한다. 초기대응 기준은 해양사고 예방뿐만 아니라 점진적인 운항 기술의 향상에 기여할 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권7호
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• pp.521-527
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• 2008

The Istanbul Strait is one of the important waterways in the world. And its southern entrance has a highly congested local traffic. Till now there are several studies regarding how the Istanbul Strait is dangerous to navigate and how those dangers can be mitigated. But there is no study regarding local traffic which is posing great collision risk. In a certain traffic area, marine traffic safety assessment parameters are traffic volume, frequency of collision avoidance maneuver, traffic density, traffic flow and potential encounter, In this paper local traffic volume, traffic flow and potential encounter number of local traffic vessels and possibility of collision are investigated in order to find degree of danger at the southern entrance of the Istanbul Strait. Finally by utilizing those, risky areas are determined for southern entrance of the Istanbul Strait. Results have been compared to a previous study regarding risk analysis at congested areas of the Istanbul Strait (Aydogdu, 2006) and consistency of the results were presented.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.254-255
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• 2016

현대 과학 기술이 발전함에 따라 인간은 편리함을 추구하게 되었고 사람이 기계를 제어 하지 않는 그런 시대가 도래 했다. 이러한 무인 이동체는 자동차, 항공, 선박 등 다양한 곳에서 사용되고 있고 또한 연구되고 있다. 그러나 무인 이동체는 중요한 장점이자 단점이 사람이 제어하지 않는 것이고, 이는 무인 이동체가 주행 중에 장애물과 충돌을 할 가능성이 높다는 것을 의미했다. 이 시스템에서는 퍼지 제어, 영상 기반 인식, 센서 인식을 통해 충돌 회피 시스템을 만들 것이며, 이 논문을 통해 충돌 회피에 있어 더 나아진 효과를 기대 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권3호
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• pp.221-226
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• 2012

본 연구는 미리 지정된 항로를 따라 항해하기 위한 선박의 Track-keeping에 대한 기초 실험 연구 분석결과를 제시하였다. 항로상에 위치한 여러 가지 변침점을 설정하고, 해당 선박이 그 항로를 항해하도록 알고리즘을 구성, 모형선을 이용한 실험 결과를 보여주었다. 지정된 구역에서 GPS로 변침점을 설정하고, 그 포인트를 Data화하여, 미리 프로그램된 알고리즘에 입력하면 해당 선박이 자동으로 항로를 항해하도록 설계되었다. PD 제어를 이용하여 침로 유지 알고리즘을 구성하였고, 선박 자동 Track-keeping 결과는 모니터링 가능토록 하였고, 변수를 설정 변경하도록 설계되었다. 제시된 알고리즘은 실험을 통하여 그 알고리즘의 효용성을 확인할 수 있었으며, 실선의 항해 자동화 및 충돌회피, 자동접안 등의 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 수산해양기술연구
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• 제42권2호
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• pp.111-118
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• 2006

It is indispensable to grasp the turning ability of a ship to operate her effectively. For this purpose, the author measured the turning ability of training ship, A-RA by use of bow thruster and stem rudder. The turning ability of this ship, in case of using both of stem rudder and bow thruster at the same time, caused by increase of steering angle provides more influence to the size of tactical diameter than it caused by the power of bow thruster. But the influence of bow thruster on the turning ability is available only within rudder angle $5^{\circ}\;-\;10^{\circ}$, so it is possible to grasp that the effect of bow truster is reduced as rudder angle become bigger. In case of the influence of bow thruster by her speed, the ability of bow thruster is very effective at low speed, but it is almost not available in normal turning speed. Therefore, the using both of stem rudder and bow thruster can be useful in case of low speed proceeding at entrance or departure of the narrow waterway or inside port which sea traffic is congest for collision avoidance.

• 수산해양기술연구
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• 제51권2호
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• pp.257-264
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• 2015

This study is intended to provide navigator with specific information necessary to assist the avoidance of collision and the operation of ships to evaluate the maneuverability of dead weight tonnage 8,000 tons Oil/Chemical tanker. The actual maneuvering characteristics of ship can be adequately judged from the results of typical ship trials. Author carried out sea trials based full scale for turning test, Z" maneuvering test, man overboard rescue maneuver test, inertia stopping test. Consequently, $2^{st}$ Overshoot yaw angle of the semi balanced rudder and flap rudder in ${\pm}20^{\circ}$ zig-zag test showed $22.2^{\circ}$ and $18.0^{\circ}$, respectively. The maneuverability of the vessel was good in the flap rudder. The man overboard rescue maneuver maneuverability test was most favorable in the flap rudder and the full load condition. The results from tests could be compared directly with the standards of maneuverability of IMO and consequently the maneuvering qualities of the ship is full satisfied with its.