• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제9권6호
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• pp.674-682
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• 2003

선박 자율운항시스템(autonomous navigation system)이란 선박운항에 있어 항해계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 주변 상황변화를 예측하고 대처하는 항해 전문가의 능력을 전산화한 것이다. 선박 자율운항시스템은 항해, 충돌회피, 선체유지, 자료융합, 운동제어 그리고 이를 통합하는 아키텍처로 구성되어 있다. 운동제어시스템은 선박의 유체학적 특성을 고려하여 해도 상에 원하는 위치로 선박을 이동하기 위해서 추진 및 조타장치를 제어하는 시스템으로 자율운항제어시스템에 필수적인 구성 시스템 중에 하나이다. 본 논문은 운영플랫폼인 가상세계시스템을 기반으로 운영되는 선박자율운항시스템과 운동제어시스템의 연동과 구현에 관한 연구이다. 운동제어시스템은 충돌회피시스템으로부터 상위 레벨의 고수준제어 요구치를 전달받아 조타 및 추진치로 변환하고 조타장치와 추진장치를 제어하는 시스템이다. 본 논문에서 선박 운동 특성을 수학적으로 모방하는 Oldenburger의 제어 이론에 기반하여 선박운동제어기를 개발하고 성능검정을 위해 선박시뮬레이터에서 다양한 시나리오를 바탕으로 시뮬레이션 한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.43-47
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• 2002

선박 업계의 항해 인력부족 현상을 해결하기 위한 방법으로 선박의 지능화 및 자동화에 관한 연구가 활발히 진행중이다. 선박의 지능화 및 자동화를 위해 지능형 자율운항제어시스템(Autonomous Ship Control System using Intelligence Techniques)이 개발되고 있다. 지능형 자율 운항제어시스템은 선박운항에 있어 항해계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 선박을 적절히 제어하는 항해 전문가의 능력을 전산화 한 것이다. 지능형 자율운항시스템은 항해, 충돌회피, 선체유지, 자료융합, 운동제어, 통합 아키텍처 시스템으로 구성되어 있다. 선박 운동제어시스템은 상위 레벨의 고수준제어 요구치를 하위레벨의 저수준제어치로 변환하는 제어기이다. 본 논문에서 선박의 물리적 특성을 모방하기위해 Oldenburger 제어 이론에 기반한 선박 제어기를 설계하고, 설계된 제어기의 성능검정을 위해 선박시뮬레이터에서 다양한 시나리오를 바탕으로 시뮬레이션 한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2001년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.169-172
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• 2001

최근 들어 두드러지고 있는 선박 업계의 승조원 승선 기피현상에 따른 항해인력 부족현상을 해결하기 위해 선박의 자동화 및 지능화를 위한 연구가 활발히 전개되고 있다. 선박운항의 지능화를 이루기 위한 핵심적인 요소는 지능형 자율운항시스템이다. 지능형 자율운항시스템은 선박운항에 있어 항해 계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 선박을 적절히 제어하는 항해 전문가의 능력을 전산화 한 것이다 지능형 자율운항시스템은 실제 선박에 장착하여 성능을 검정되어야 하나, 시간과 경제적 측면의 현실적 문제로 인하여 시뮬레이터를 이용하여 테스트되는 추세이다. 년 연구에서는 지능형 자율운항시스템을 테스트하기 위한 선박조종시뮬레이터를 개발하였다. 선박조종시뮬레이터는 선박의 물리적 요소값 및 초기 상태에 대한 입력 값으로 초기화 한 후, 매 순간 자율운항 시스템의 출력 값인 조타 및 추진 제어치를 시간에 기초하여 입력 받는다 선박의 다음 상태는 선박 운동방정식을 모방하여 산출하고, 그 결과를 센서 값으로 변화하여 지능형 자율운항 시스템에 다시 제공한다. 본 연구의 선박조종시뮬레이터에서는 선박의 물리적 및 운항 특성을 모방하기 위해서 선박 운동방정식을 이용한다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제10B권4호
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• pp.403-410
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• 2003

자율운항제어 시스템은 선박운항에 있어 항해계획을 수립하고 현재의 선박운항 상태를 파악하여 선박을 제어하는 항해 전문가 시스템이다. 이러한 자율운항제어 시스템을 테스트하기 위해서는 실제 선박을 대상으로 성능을 테스트하여야하나, 선박은 고가의 운송수단이고, 자율운항제어 시스템을 장착하기 위한 하부장치 인터페이스를 설계 및 구현하기에는 많은 시간이 소요되므로 선박시뮬레이션 시스템을 이용하는 것이 타당하다. 선박시뮬레이션 시스템은 선박의 물리적 운항특성을 모방하는 선박운동시뮬레이션 시스템과 선박 운항 주변에 변화하는 장애물을 시뮬레이션하는 주변객체 시뮬레이션 시스템으로 구성된다. 본 연구에서는 선박 운동방정식을 이용하여 선박의 물리적 및 운항 특성을 모방한 선박운동시뮬레이션 시스템을 설계 개발하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.32-44
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• 2015

일반적으로 선박의 운동은 이동운동과 회전운동의 결합으로 이루어진다. 특히 대형 크루즈 선박과 광케이블 포설용 선박, 다이버용 선박 등 특수 선박은 자동 접이안이나 설정된 경로 등을 따라 선수방향의 변화 없이 여러 방향으로 이동만 하는 운동을 재현할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 다 추력장치를 가진 선박을 대상으로 조이스틱 명령 기반의 이동운동제어를 실현할 수 있는 통합제어시스템의 구성방법을 제안하며, 이를 실현하기 위하여 필요한 속도명령 생성방법과 대응하는 운동변수 및 이들이 가져야 하는 기준 값 생성방법을 제안한다. 또한 정의된 운동변수의 기준 값을 추종하기 위한 다양한 알고리즘 구성에 대하여 논한다. 또한 통합제어시스템 시뮬레이션 프로그램을 작성하고 이를 토대로 다양한 이동운동 명령에 대한 모의실험을 수행한 후, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 제안된 방법의 유효성을 검증한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.725-727
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• 2010

선박의 운동을 시뮬레이터 하기 위해서는 Pitch, Roll, Yaw의 세가지 선박 운동 요소를 시뮬레이터 할 수 있어야 한다. 이를 위해 선박의 운동을 시뮬레이터 할 수 있는 6축의 자유도를 가지는 모션 시뮬레이터를 설계 개발 하였다. Gyro Sensor based Servo Motion Control 알고리즘은 선박의 6자유도운동을 분석하여 그에 대응 할 수 있는 Motion Control 동요안정화 제어장치를 개발하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.4-6
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• 2011

부유물 부근을 항해하는 선박의 조종 운동에 미치는 부유물의 영향을 파악하기 위하여 선박과 부유물(40피트 콘테이너)을 형상화 하고 선박과 부유물간의 간섭영향을 수치 계산하였다. 이 논문에서 사용되어진 계산 방법은 충돌 회피를 위한 선박의 자동제어시스템과 해상교통제어시스템 및 항만 건설 등을 위한 초기 설계 단계에서 선박 조종성의 예측에 유용할 것이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.74-76
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• 2012

칼만이론 및 Unscented 변환 기반의 Unscented 칼만필터를 이용하여 동적위치제어시스템을 설계하였다. Unscented 칼만필터는 기존의 칼만필터처럼 비선형운동방정식을 선형화 할 필요없이 비선형운동방정식 그대로 사용할수 있다. Unscented 칼만필터를 이용하여 설계한 동적위치제어시스템을 MATLAB SIMULINK프로그램을 이용하여 해양선박에 대해 컴퓨터시뮬레이션을 진행하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.493-497
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• 2010

선박의 실시간 좌표변환 구현하였고, DC Servo Motor의 Motion Control 알고리즘을 개발하였다. Servo Control 회로설계 및 PCB를 제작하였고, 이를 3-axis Gyro Sensor based Servo Motion Control 제어장치에 적용하여 시스템을 개발하였다. 또한 선박운동을 시뮬레이터하기 위해서 6자유도를 가진 선박용 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터에 장착된 카메라를 이용하여 선박운동을 추척하는 시험을 한 결과 원하는 오차내에서 추적결과를 보여주었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.917-918
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• 2013

세계 대형선박의 저속엔진(주엔진) 제어시스템이 유류비 절감과 성능 향상을 위하여 기존의 수동엔진을 대신하여 전자엔진으로 대체됨으로 따라 효율적인 엔진제어를 위하여 다양한 센서기술이 발전하고 있다, 그중에서도 선박엔진에 있어서 효율을 떨어지게 하는 것은 크랭크샤프트 디플렉션(deflection)에 의해 효율이 떨어지게 되는 원인이 되기도 한다. 본 논문에서는 이러한 디플렉션 현상에 의하여 선박엔진에 진동이 발생하거나 선박엔진의 비동기적 운동에 의하여 선박엔진 내부의 캠(CAM) 운동의 불안정하게 되는 것을 방지하기 위하여 크랭크샤프트의 상태와 움직임을 계측할 수 있는 정밀한 선박엔진용 크랭크샤프트 각도 측정 용 정밀 엔코더(Encoder)를 제시하고자 한다.