• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 Asia Navigation Conference
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• pp.45-53
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• 2004

In this paper, an INS compensation algorithm for auto sailing system is proposed, where low cost IMU (Inertial Measurement Unit) is used for measuring the accelerometer data. First, we denote the basic INS algorithm with IMU and show that how to compensate the error of position by using low cost IMU. Second, in considering the ship's characteristic and ocean environments, we consider with a factor as a periodic external disturbance which effects to the exact position. To develop the compensation algorithm, we use a repetitive method to reduce the external environment changes. Lastly, we verify the proposed algorithm by using experiments results.

• Journal of Hydrospace Technology
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• 제1권1호
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• pp.75-88
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• 1995

Auto-Pilot System uses heading angle information via the position sensor and the rudder device to control the ship's direction. Most of the control logics are composed of the state estimation and control algorithms assuming that the measurement device and the actuator have no fault except the measurement noise. But such asumptions could bring the danger in real situation. For example, if the heading angle measuring device is out of order the control action based on those false position information could bring serious safety problem. In this study, the control system including improved method for processing the position information is applied to the Auto-Pilot System. To show the difference between general state estimator and F.D.F., BJDFs for the sensor and the actuator failure detection are designed and the performance are tested. And it is shown that bias error in sensor could be detected by state-augmented estimator. So the residual confined in the 2-dimension in the presence of the sensor failure could be unidirectional in output space and bias sensor error is much easier to be detected.

• 센서학회지
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• 제32권5호
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• pp.300-306
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• 2023

A hull-cleaning robot sticks to the surface of a vessel and moves for efficient cleaning. Precise path planning and tracking using the current position is crucial. Many robots rely on the INS algorithm, but errors accumulate. To fix this, GPS, sonar, and USBL are used, though with limitations. Selecting suitable sensors for the surface operation and accurate positioning algorithm are vital. In this study, we developed a robot position estimation algorithm using the structure of a ship. Problems that arise when expanding the 2D position estimation algorithm used in existing wall structures to 3D were evaluated and methods for solving them were proposed. In addition, we aimed to improve performance by deriving singularities that exist in the robot path and proposing an error correction algorithm based on the singularities.

• 한국항해항만학회지
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• 제44권4호
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• pp.275-282
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• 2020

최근 선박의 전복사고는 무게중심의 부적절한 관리, 기상악화 또는 과도한 조타사용 등으로 인한 선체운동이 발생하면서 화물 또는 중량물이 이동하여 복원력 저하 또는 상실 등이 주된 원인으로 분석되고 있다. 따라서 전복사고를 예방하기 위해서는 위험한 횡경사가 발생하더라도 직립 상태로 되돌아오려는 복원성 확보가 이루어져야 한다. GM은 복원성을 판단하는 중요한 평가요소이며, 항해사는 GM을 복원성 검토에 좋은 척도로 활용한다. 본 연구에서는 5년간 운항 중인 선박으로부터 수집한 복원성 자료를 바탕으로 운항 상태에 따른 선종별 GM을 선박 길이, 폭, 총톤수 등 선박제원으로 분석하였다. 선박 길이에 따른 GM 분포의 특징을 확인하였고, 선박 폭과 GM의 상관분석을 수행한 후 선폭대비 GM의 비율을 산출한 후 과거의 비율과 비교하여 최근 경향을 검토하였다. 또한 선박 대형화 추세를 반영하기 위하여 총톤수(GT)/선폭(B)을 이용하여 GM을 회귀분석하여 선종별 GM 추정을 위한 간이근사식 및 최소 GM을 제안하였다. 연구의 결과는 선박에서 항해사가 안정적인 GM 확보의 검토를 위한 자료로 이용되길 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.830-837
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• 2020

정보통신기술의 발전에 따라 선박과 육상 간의 정보교환은 더욱 빠르고 편리해졌으나 선박정보에 대한 접근이 용이해져 사이버보안 공격에 대한 우려도 커지고 있다. 선박이 사이버 공격의 피해를 입게 되면 복구하는데 막대한 비용과 시간 손해가 발생하며, 해사 산업계는 선박 사이버보안 책임자를 지정하여 보안관리 업무를 담당할 것을 요구하고 있다. 공격의 피해를 줄이고 효과적인 대응을 위하여 선박 사이버보안 책임자를 위한 전문적 교육과정이 필요하다. 이 연구의 목적은 선박 사이버보안 책임자 교육과정과 법제정비 필요성 제시에 있으며, 이를 위해 국내외 동향 및 사고사례, 주요 사이버보안 교육과정을 조사하였다. 조사결과를 바탕으로 선박 사이버보안 책임자에게 필요한 표준교육과정을 개발하였고 관련 법제정비의 방향성을 제시하였다. 연구의 결과는 향후 선박 사이버보안 책임자 교육과정을 개설하는데 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제21권4호
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• pp.45-54
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• 2007

In the context of auto-landing containers from a container ship to a truck or automatic guided vehicle and vice versa, this research investigates three schemes, one in Part I and two in Part II, for measuring the absolute position of a container. Coordinate transformations between the reference-coordinate, sensor-coordinate, and body-coordinate systems are briefly discussed. The scheme explored in Part I aims the use of three laser-slit sensors, which are relatively inexpensive. In this case, nine nonlinear equations are formulated for six unknown variables (three for orientation and three for position), so a closed-form solution is not available. Instead, an approximate solution through linearization was derived. An advantage of the method in Part I is its ability to measure an absolute position in 3D space, while a disadvantage is the computation time required to obtain pseudo-inverses and the approximate nature of the obtained solution. Numerical examples are provided.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.53-54
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• 2015

The maritime industry is expanding at an alarming rate and as such there is a perpetual need to improve situation awareness in the maritime environment using new and emerging technology. Tracking is one of the numerous ways of enhancing situation awareness by providing information that may be useful to the operator. The tracking system described herein comprises determining existing states of own ship, state prediction and state compensation caused by random noise. The purpose of this paper is to analyze the process of tracking and develop a tracking algorithm by using ${\alpha}-{\beta}-{\gamma}$ tracking filter under a random noise or irregular motion for use in a warship. The algorithm involves initializing the input parameters of position, velocity and course. The actual positions are then computed for each time interval. In addition, a weighted difference of the observed and predicted position at the nth observation is added to the predicted position to obtain the smoothed position. This estimation is subsequently employed to determine the predicted position at (n+1). The smoothed values, predicted values and the observed values are used to compute the twice distance root mean square (2drms) error as a measure of accuracy of the tracking module.

• 대한조선학회지
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• 제8권2호
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• pp.35-44
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• 1971

In terms of this paper, concerning primarily with the U-tube tank stabilizer, the authors' aim is to clarify and consolidate the theory as it has been developed thus far, and to provide with the certain additions which will make it more complete, more accurate, and more practical. And then we can know that the effect of the vertical tank position from the C.G., $a_{st}=1-w^2/{w^2}_{st}$, is very important, on account for the fact that the position factor, $a_{st}$, increase when the anti-rolling tank attaches to higher position vertically, but $a_{st}$ does not increase in proportion to the distance of the tank position. Measuring many characteristic coefficients by experiment, in the equation of the ship-tank system motion, such as the inertia coefficient, the damping coefficient, the natural frequency and so on, they can also give a guess that the higher position will accompany the non-linear motion of the tank water, but the non-linear effect will decrease the tank ability. In this study, they deal with not only the optimum damping coefficient of tank, which has very simply been expressed by the strength ratio, $\lambda$, but also the effect of the tank top, which has experimentally been treated when the water has hit the tank top. As this result, we can immediately find that the ability of the anti-rolling tank decrease at w/ws=0.9 generally low frequency.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.297-305
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• 2014

본 연구에서는 2013년 11월 21일부터 30일까지 9일간 이어도 종합해양과학기지에 선박자동식별장치(AIS)를 설치하여 관할해역과 한 중 잠정조치수역의 항행 선박 및 어업활동을 모니터링하기 위해 선박정보를 수집하였다. 수집된 AIS 원시자료는 자체적으로 개발된 프로그램을 이용해 선박의 고유정보(해상이동업무식별번호, IMO 번호, 호출 부호, 선명 등)와 위치정보(위치, 속력, 침로 등)를 추출하고, 국적과 선종 정보만을 이용해 선박을 분류하였다. 선박의 국적 정보는 해상식별부호(MID)로 파악되는데, 소형선박에서 많이 탑재하고 있고 기능이 보다 간소화된 소출력의 Class B AIS는 국제해사기구(IMO)의 탑재 요건을 따르고 있지 않아 국적을 알 수 없는 선박이 다수 존재함을 확인하였다. 국적 정보를 가지고 있는 선박 중에서는 중국선박과 한국선박이 많았으며, 선종정보를 가지고 있는 선박 중에서는 화물선, 어선 순으로 많았다. 또한 국적을 알 수 없는 선박의 특성을 파악하기 위해 이어도해양과학기지 주변의 항행빈도수가 높은 중국선박과 한국선박의 항적과 비교하였으며, 이를 통해 국적미상 선박이 중국선박의 항행경로와 높은 유사성을 보이는 것을 확인하였다. 따라서 이 해역에서 중국어선은 선단의 형태로 자주 출몰하는 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.587-593
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• 2020

국내 연안의 카페리선박의 고박안전성은 화물의 중량과 적재된 위치에서 발생할 수 있는 선체가속도를 기반으로 한 작용 외력과 고박장치의 고박력 비교를 통해 평가하고 있다. 고박안전성 평가에 기본이 되는 국내 기준상의 선체가속도는 선박의 특성 및 항해조건의 반영이 없이 적용되고 있다. 본 연구에서는 국내 연안 카페리선박의 선체가속도를 분석하고자 부산-제주를 통항하는 DWT 6,800톤급 선속 15.5 knots의 선박을 기준으로 선체의 4개 지점에서 총 12회의 가속도 계측을 수행하였고, 항해구역 인근 기상관측 부이의 데이터를 수집하였다. 한정된 계측 결과에 대한 이론적 비교 분석을 위하여 수치 시뮬레이션을 통하여 주파수 응답 해석을 통한 RAO를 해석하였고, RAO 결과를 바탕으로 4개 지점에 대한 가속도 해석을 수행하였다. 가속도 비교 결과 위치별 정도의 차이는 있으나 Y축 가속도의 경우 해석 1.81 m/s², 계측 1.47 m/s²로 해석 시뮬레이션 결과가 0.34 m/s² 높게 분석되었고, 고박안전성 평가기준 8.59m/s²와 비교해 볼 때 해석은 22 % 수준, 계측은 18 % 수준으로 분석되었다.