• 한국항해항만학회지
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• 제45권6호
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• pp.352-359
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• 2021

본 논문은 자율운항 및 무인 기능이 요구되는 새로운 선박 안전 패러다임에 대응하여 선박중심 직접통신이라는 용어 정의 및 중요성을 제시하고, 고 주파수 기반의 광대역 통신기술을 활용하는 MX-S2X 통신 개념을 정의한다. 초고속 통신 기술의 해상 적용 시 극복해야 하는 해상 다중경로 페이딩을 고려한 MX-S2X 물리계층에 대한 설계 내용과 모의시험을 통한 검증 결과를 제시한다. 설계한 MX-S2X 통신의 물리계층은 충분한 세기의 신호가 수신됨에도 다중경로 페이딩의 영향에 따른 Error-floor 발생 극복을 목표로 설계하였다. 이를 입증하기 위하여 실제 해상 통신환경에 대한 채널 모델을 적용하여 물리계층에 대한 성능분석을 수행하였다. MX-S2X 물리계층의 성능 분석 결과 VDE 물리계층에서 관측되었던 BER Error-floor가 극복되고 AWGN 채널 대비 SNR 2dB 열화 범위 내에서 동작하는 것으로 확인되었다. 이는 근거리 해상통신 환경인 근거리 선박중심 직접통신에 적합한 성능을 보이며 추후 자율운항선박, 무인선 및 군집 선박 등의 직접통신에 활용 가능할 것으로 기대한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.482-490
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• 2023

With the advent of the Fourth Industrial Revolution, many companies are developing Smart Ships to enable autonomous navigation, unmanned operation, and cost-effective shipping. In order to facilitate the operation of these Smart Ships, significant emphasis is being placed on improving external communication capabilities and developing autonomous navigation systems. Moreover, unmanned ship operation necessitates replacing of all visually observed conditions with sensors, leading to an inevitable increase in the number of sensors and actuators compared to traditional methods. However, in South Korea, the communication network for sensors and actuators primarily relies on the conventional 1:1 hardwired wiring, with the use of higher-level communication networks when necessary. Therefore, in this paper, we introduce the AS-Interface protocol, which is used for monitoring and controlling sensors and actuators, with the expectation that it will greatly contribute to the development of future Smart Ships by reducing production time, costs, and maintenance duration.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권1호
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• pp.119-128
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• 2010

지능형 선박(Smart Ship)에 탑재되는 정보화 장비의 종류와 수량이 증가하고 있는 최근 국내외 조선 산업계 동향에 따라, 이들 장비를 효율적으로 통합하고 제어할 수 있는 선박 백본 네트워크 개발의 필요성이 대두되고 있다. 선박 백본 네트워크는 자동화 및 무인화 특징을 가지는 지능형 선박에 구축된다는 점에서 고수준의 생존성을 요구한다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 네트워크 구축 환경의 특수성과 네트워크 생존성 요구 사항을 고려하여, 효율적인 선박 운용을 제공하는 고생존 선박 통신망(SAN : Ship Area Network)에 대한 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 지능형 선박의 정보화 장비를 포함한 모든 네트워크 노드들이 이중 경로를 통해 서로 연결된 이중화 네트워크 토폴로지를 설계하였다. 그리고 설계한 이중화 네트워크 토폴로지 환경에서 최소의 중복 전송을 통해 최대의 생존성 성능을 나타내는 효율적인 중복 전송 프로토콜을 설계하였다. 또한 본 논문에서 제안한 토폴로지 및 프로토콜이 적용된 새로운 선박 통신망의 성능을 그래프 이론, 확률 이론, 구현 명세, 시뮬레이션 등을 포함한 체계적이고 실증적인 분석을 통해 검증하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.295-301
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• 2017

Recently, autonomous navigation technology, obstacle recognition, and obstacle collision avoidance technology are actively being developed for an unmanned surface vehicle (USV). The path to move from the current location to the destination should be planned, in order for an USV to autonomously operate safely to its destination. The dynamic window approach (DWA) is a well-known navigation scheme as a local path planning. The DWA algorithm derives the linear velocity and angular velocity by evaluating the destination direction, velocity, and distance from the obstacle. However, because DWA algorithm does not consider tracking the path, when using only the DWA algorithm, the ship may navigate away from the path line after avoiding obstacles. In this paper, we propose an improved DWA algorithm that can follow path line. And we implemented the simulation and compared the existing DWA algorithm with the improved DWA algorithm proposed in this paper. As a result, it is confirmed that the proposed DWA algorithm follows the path line better.

• 로봇학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.51-57
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• 2013

Recently, the number of jellyfish has been rapidly grown because of the global warming, the increase of marine structures, pollution, and etc. The increased jellyfish is a threat to the marine ecosystem and induces a huge damage to fishery industries, seaside power plants, and beach industries. To overcome this problem, a manual jellyfish dissecting device and pump system for jellyfish removal have been developed by researchers. However, the systems need too many human operators and their benefit to cost is not so good. Thus, in this paper, the design, implementation, and experiments of autonomous jellyfish removal robot system, named JEROS, have been presented. The JEROS consists of an unmanned surface vehicle (USV), a device for jellyfish removal, an electrical control system, an autonomous navigation system, and a vision-based jellyfish detection system. The USV was designed as a twin hull-type ship, and a jellyfish removal device consists of a net for gathering jellyfish and a blades-equipped propeller for dissecting jellyfish. The autonomous navigation system starts by generating an efficient path for jellyfish removal when the location of jellyfish is received from a remote server or recognized by a vision system. The location of JEROS is estimated by IMU (Inertial Measurement Unit) and GPS, and jellyfish is eliminated while tracking the path. The performance of the vision-based jellyfish recognition, navigation, and jellyfish removal was demonstrated through field tests in the Masan and Jindong harbors in the southern coast of Korea.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권1호
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• pp.35-41
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• 2009

워터젯이 탑재된 RIB(Rigid Inflatable Boat)형태의 무인수상선을 인한 경유점 추적 제어 알고리즘을 설계하였고, 성능 검증을 위해 실해역 시험을 수행하였다. 본 연구에서 사용된 RIB형 무인수상선의 경유점 추적제어를 위해서는 방향제어를 위해 버킷각을 제어하여야 한다. 우선, 육상 관제소에 미리 입력된 경유점들의 위경도 등의 위치정보들을 바탕으로, 목표 방향각을 실시간 계산한다. 그리고, 무인수상선에 탑재된 마그네틱 콤파스 등의 센서로부터 받은 선수각 및 선수각속도의 값과 PD 제어기법을 이용하여, 버킷각 명령을 실시간 계산한다. 본 연구에서는, 바람 등의 외력으로 인한 표류각을 보정하기 위해 일정속도 이상에서는 실침로(Course Of Ground, COG)를 사용하였다. 또한, 설계된 경유점 추적 제어 알고리즘을 검증하기 위해 부산 광안대교 근처 해역에서 육상관제소를 설치하고, 실선 시험을 수행하였다. 본 논문에서는, 설계된 무인 경유점 추적 제어 알고리즘의 시험결과를, 유인으로 제어한 결과 및 상용추적제어기로 제어한 결과들과 비교 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.181-190
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• 2007

본 논문에서는 지능형 선박의 실시간 장애물회피를 위한 충돌회피시스템을 논한다. 다른 무인자율항체들의 충돌회피시스템과는 달리 지능형 선박의 충돌회피시스템은 목적지까지의 합리적이고 안전한 경로를 통한 충돌회피뿐만 아니라 해양을 항해하는 모든 선박이 준수해야하는 국제해상충돌예방규칙(COLRECs, International Regulations for Preventing Collisions at Sea)을 반영해야한다. 목적지까지의 합리적이고 안전한 경로를 통한 충돌회피라는 일반적인 충돌회피시스템의 목표를 달성하기 위해 BK-곱에 기반한 휴리스틱 탐색기법을 채용하며, 또 다른 목표인 COLREGs의 준수를 위해 충돌회피를 위한 규칙을 적용하는 지식기반시스템을 채용한다. 제안된 충돌회피시스템의 성능검증을 위해 COLREGs에 명시된 여러 가지 조우상황을 설정한 시나리오를 이용하여 최적성과 안정성 관점에서 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 $A^{\ast}$ 탐색기법과 비교한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 충돌회피시스템이 지능형 선박의 실용적이고 효율적인 실시간 충돌회피시스템으로 적합함을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.58-65
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• 2020

본 논문에서는 다수 무인 수상정의 위협에 대응하기 위한 함정용 유도로켓의 전투효과도를 세가지 경우에 대해서 분석하였다. 함정에 장착된 다양한 무기체계와 유도로켓 체계를 이용하여 거리별로 접근하는 다수 무인 수상정 격침 확률을 비교하였다. 분석결과 함정에 장착된 함포 대함미사일 근접방어체계 보다 유도로켓의 전투효과도가 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.169-181
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• 2014

Recently ships and ocean platforms are becoming increasingly technological, unmanned, and huge. Maintenance and safety monitoring of these products is very important for safety reasons. Therefore, real-time monitoring of safety regions, such as the engine room, and hull structure, and environmental states, like fire and pressure of LNG tanks, is required for the sustainable ships. In this paper, a ZigBee-based wireless sensor network is suggested to monitor ships and ocean platforms effectively. However, this causes some telecommunication problems because these products are made of steel. To resolve this problem, we use the mesh networking of Zig-Bee that can monitor the regions and environmental states consistently. The telecommunication of such a monitoring system is tested on a real container ship and its performance is verified. The real-time monitoring results are displayed on the users' smart devices.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.96-100
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• 2006

소형선박의 기관실을 상사한 모형실에서 분말소화설비의 개발을 위한 화재시험을 수행하였다. 화재시험이 수행된 모형실은 $2.9m^3,\;4.5m^3,\;8m^3$ 3종류였으며 각 모형실에는 개구부와 송풍용 팬이 설치되었다. 경유를 소화모형의 연료로 사용하였다. 또한 소화약제 방출용 노즐은 천장에서는 하향으로 벽 또는 벽의 모서리에서는 수평으로 분사되도록 설치하였다. 개발제품은 모든 소화모형을 분말소화약제 방출 중에 소화하였으며 소화 후 재발화가 없었다.