• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.158-159
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• 2018

전 세계적으로 진행 중인 스마트 선박 개발 관련 국내 외 동향을 분석하고, 스마트 선박 특히 자율운항 선박에 필요한 주요 기능을 식별하여, 자율운항 선박을 위한 INS(Integrated Navigation System) 개발에 활용되어 질 수 있는 핵심 기술을 소개한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권2호
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• pp.87-96
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• 2018

A trajectory control system plays an important role in controlling motions of marine vehicle when a series of way points or a path is given. In this paper, a sliding mode control (SMC)-based trajectory tracking controller for marine vehicles is presented. A small-sized unmanned ship is considered as a control object. Both speed and heading angle of a ship should be controlled for tracking control. The common point of related researches was to separate ship's speed and heading angle in control methods. In this research, a new control law from a general sliding mode theory that can be applied to MIMO (multi input multi output) system is derived and both speed and heading angle of a ship can be controlled simultaneously. The propulsion force and rudder force are also applied in modeling stage to achieve accurate simulation. Disturbance induced by wind is also tackled in the dynamics considering robustness of the proposed control scheme. In the simulation, we employed a way-point method to generate ship's trajectory and applied the proposed control scheme to ship's trajectory tracking control. Our results confirmed that the tracking error was converged to zero, thus demonstrating the effectiveness of the proposed method.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권6호
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• pp.381-388
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• 2017

최근 무인화 선박과 관련하여 해양 산업 분야에서의 기술적인 응용에 대한 관심이 일어나고 있다. 특히 기술, 안전 및 보안 문제와 관련하여 무인 선박의 운영 가능성을 시험하고 개발하는 것을 목표로 하는 많은 연구에 대한 관심이 모아지고 있다. 이처럼 선박은 매우 빠르게 기술 개발이 이루어지고 있으며 결국에 선원이 승선하지 않아도 되는 무인화 및 지능형 선박의 개발까지 이어지게 되었다. 하지만 현재까지 선원들의 관점에서 선박의 기술적 변화와 앞으로 도입될 무인화 선박에 대한 그들의 인식에 관한 연구는 없었다. 4차 산업 혁신 중에 하나일 선박의 자율운항기술은 선원의 일자리, 선원의 노동과 윤리적 분야, 교육과 훈련 등 영향을 미칠 것이며 이는 선원의 선상 근무가 필요 없는 무인 선박의 개발에 앞서서 논의되어야 할 사항이다. 이러한 논의의 시작으로 본 연구는 무인화 선박에 대한 선원의 지식과 인식이 어떠한지 조사하고 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 응답자를 대상으로 조사 설문지를 통해 데이터를 수집했으며 변수들 간의 상관 관계를 테스트하는 데 피어슨 상관 계수를 사용하였다.

• 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.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2006년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.109-113
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• 2006

• 한국항해항만학회지
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• 제44권5호
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• pp.423-429
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• 2020

A ship's automatic steering system is the basis for addressing control difficulties related to course-changing and course-keeping during navigation through heading angle control, and is a link in realizing unmanned and autonomous ships. This study proposes a robust RCGA-based linear active disturbance rejection controller (LADRC) design method considering environmental disturbances, measurement noise, and model uncertainties in designing a ship heading controller for use when the ship is sailing. The LADRC consisted of a transient profile, a linear extended state observer, and a PD controller. The control gains in the LADRC with the linear extended state observer were adjusted by RCGAs to minimize the integral of the time-weighted absolute error (ITAE), which is an evaluation function of the control system. The proposed method was applied to ship heading control, and its effectiveness was validated by comparing the propulsive energy loss between the proposed method and a conventional linear PD controller. The simulation results showed that the proposed method had the advantages of lower propulsive energy loss, more robustness, and higher tracking precision than the conventional linear PD controller.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.502-504
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• 2021

UAV(Unmanned Aerial Vehicle)에 대한 활용영역은 시간이 갈수록 꾸준히 확대되고 있다. 특히 네 개 이상의 수평적인 프로펠러로 구성된 VTOL(Vertical Take-Off and Landing) 기능이 가능한 UAV는 시스템 안정성 및 비교적 단순한 항공역학적 설계 및 구조에 따라 다양한 플랫폼이 등장하고 있으며 비교적 저렴한 가격으로 응용제품들이 시중에 유통이 되고 있다. 대부분의 UAV는 GCS(Ground Control System, 지상시스템)를 통해 임무가 수행된다. 지상시스템은 주로 인터넷에 연결되어있기 때문에, 전자 지도 및 기타 최적의 비행조건(온도, 습도, 풍향 등)을 위한 환경정보를 또한 얻을 수 있다. 본 논문은 AIS(Auto Identification System)를 통해 얻은 정보를 기반으로 식별된 선박으로의 접근 및 감시(monitoring)하기 위한 UAV의 운영기법을 설계한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.550-558
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• 2019

The roll motion of a general vessel, which is more influenced by resonance as compared to other motions, adversely affects the passenger and hull. Therefore, reducing the roll motion through an anti-rolling system is critical, and most ships use various devices such as anti-rolling tanks, bilge keels, and fin stabilizers to accomplish this. In this study, a simplified model is developed for the application of an anti-rolling device for unmanned semi-submersible vessels. The applied anti-rolling device is installed on the stern and stem of a ship using a pair of servo motors with added weight, and the motor is controlled through the Arduino. The moment of the motor is designed and implemented based on a mathematical model such that it is calculated through the restoring force according to the heel angle of the ship. The performance of the proposed system was verified by utilizing the roll damping coefficient calculated by the free-roll decay test and logarithmic decrement method and was validated by a towing tank test. The system is expected to be used for unmanned vessels to perform sustainable missions.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제22권9호
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• pp.183-188
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• 2022

Recently, more and more researches aimed at the development of automated and autonomous ships are appearing in the scientific environment. One of the main reason is the need to solve the problems of safe navigation and reducing accidents due to human factor, as well as the ever-increasing problem associated with the lack of qualified maritime personnel. Development of technologies based on application of artificial intelligence also plays important role, after all for realization of autonomous navigation concept and enhancement of ship automatic maneuvering processes, advancement of maneuvering functions and elaboration of specific algorithms on prevention of close quarter situations and dangerous approach of ships will be required. The purpose of this work is the review of preconditions of occurrence of the autonomous ship navigation conception, overview of introduction stages and prospects for ship remote control based on unmanned technologies, analysis of technical and intellectual decisions of autonomous surface ships, main research tendencies. The research revealed that the technology of autonomous ship navigation requires further development and improvement, especially in terms of the data transmission protocols upgrading, sensors of navigation information and automatic control systems modernization, which allows to perform monitoring of equipment with the aim of improving the functions of control over the autonomous surface ship operation.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권2호
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• pp.47-55
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• 2024

공중 무인 이동체(UAV)인 드론을 해상 무인 이동체(USV)와 자율 협력하여 임무를 수행하기 위해선 자동 착륙 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 피라미드 형상의 착륙 장치와 패드를 기반으로 한 도킹 방식의 자동 착륙 시스템을 제안하였다. 파도, 바람 등 해상 환경에 의해 영향을 받더라도 드론이 착지할 수 있도록 유도하고, 결합(Docking) 장치를 통해 순간적으로 고정할 수 있다. 3-DoF 모션 플랫폼으로 함상의 거동을 모사하여 착륙 시험을 수행하였으며, 도킹 방식 자동 착륙 시스템의 운용·활용 가능성을 확인하였다.