• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.15-16
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• 2014

최근 국제 무역량의 증가에 따라 항만 시스템의 안전하고 효과적인 운용이 중요한 과제로 부각되고 있다. 이러한 배경에서 선박의 접안과정에 대한 시간변위 자동 시뮬레이션 프로그램의 개발이 진행되어 왔고 선박의 속도와 방향 제어를 위해 PD (Proportional Derivative) 제어기가 이용되었다. 이번 연구는 선박 접안과정의 시간 변위 시뮬레이션 프로그램 개발 중 서로 다른 수학적 모델, 즉 선박의 전진속도가 저속일 경우를 위한 Kose (1984)의 모델과 일반적인 전진속도일 경우를 위한 MMG 모델을 이용하여 초기 선수 방향과 선박 위치의 다양한 변화를 적용한 시뮬레이션을 통해 각 방정식의 장점 및 단점을 분석하며 시뮬레이션 구현의 타당성을 검토한다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1998년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.25-35
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• 1998

정부는 자동화컨테이너터미널을 구축하기 위한 기초연구를 수행하고 있다. 자동화컨테이너터미널은 선박하역을 담당하는 컨테이너 크레인과 애드크레인을 무인 혹은 유/무인 자동제어가 가능하도록 설계하고 선박과 야드간 이동은 AGV를 이용하여 자동화함으로써 생산성 향상, 인건비 절감 등을 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 1척의 선박이 접안할 수 있는 가상의 자동화컨테이너터미널에서 컨테이너 크레인 수, AGV 대수, 야드 크레인수 등을 변화시켜가면서 터미널의 생산량을 추정할 수 있는 시뮬레이션 모델을 개발하여 제시하였다. 또한 향후 자동화컨테이너터미널의 최적 설계 및 운영을 위한 시뮬레이터를 개발하기 위한 구상을 제시하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.980-991
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• 2023

항만 내 선박과 부두의 사고를 예방하기 위하여 통항 및 접안 안전성 평가를 통하여 안전한 부두가 건설되어 관리하고 있으나, 선박의 접안 및 계류 과정에서 선박이 부두에 충돌하거나 로프로 인한 인명사고의 발생 등 예측할 수 없는 사고들이 종종 발생한다. 자동계류장치는 선박의 신속하고 안전한 계류를 위한 자동화된 시스템으로 로봇 매니퓰레이터와 흡착 패드로 구성된 탈/부착 메커니즘을 가지고 있다. 본 논문은 자동계류장치의 흡착 패드의 위치 및 속도제어에 필요한 선체와의 변위 및 속도 측정 시스템을 다룬다. 자동계류장치에 적합한 측정 시스템을 설계하기 위하여, 본 논문은 우선 센서의 성능 및 실외 환경적 특성 분석을 수행한다. 다음으로 이러한 분석 결과를 토대로 실외 부두환경에서 설치되는 자동계류장치에 적합한 변위 및 속도 측정시스템의 구성 및 설계 방법에 대해 기술한다. 또한 센서의 측정상태 감지 및 속도 추정을 위한 알고리즘을 제시한다. 제안된 방법은 다양한 속도 구간에서의 변위 및 속도 측정 실험을 통해 그 유용성을 검증한다.

• 동력기계공학회지
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• 제10권4호
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• pp.139-146
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• 2006

In this paper vector code correlation(VCC) method and an algorithm to promote the image processing performance in building an effective measurement system using cameras are described for automatically berthing and controlling the ship equipped with side thrusters. In order to realize automatic ship berthing, it is indispensable that the berthing assistant system on the ship should continuously trace a target in the berth to measure the distance to the target and the ship attitude, such that we can make the ship move to the specified location. The considered system is made up of 4 apparatuses compounded from a CCD camera, a camera direction controller, a popular PC with a built in image processing board and a signal conversion unit connected to parallel port of the PC. The object of this paper is to reduce the image processing time so that the berthing system is able to ensure the safety schedule against risks during approaching to the berth. It could be achieved by composing the vector code image to utilize the gradient of an approximated plane found with the brightness of pixels forming a certain region in an image and verifying the effectiveness on a commonly used PC. From experimental results, it is clear that the proposed method can be applied to the measurement system for automatic ship berthing and has the image processing time of fourfold as compared with the typical template matching method.

• 한국항해학회지
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• 제21권4호
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• pp.21-28
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• 1997

Along with the rapid growth of shipping and transportation , the size of a ship larger and larger. Low speed maneuverabililty of a full ship has been received a great deal of attention concerting about the navigation safety, especially in the harbour area of waterway. And, the iperation of the full ship in harbour area is one fo tehmost difficult technique. Usually highly experienced experts can make a suitable decision considering various propeller ,rudder actions and environmental conditions. The Artificial Neural Network is applied to the automatic berthing control of a ship. The teaching data are made by the berthing simulation of a ship on the computer. And, the layer neural network is used and the 'Error Back-Propagation Algorithm' is used to teach the neural network. Finally, it is shown that the berthing control is successfully done by the established neural network.

• 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.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.38-46
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• 2021

4차 산업혁명 시대를 맞이하면서 첨단기술이 산업 전반에 사용됨에 따라 자율운항선박기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 이에 본 연구에서는 자율운항선박에 대한 기초 연구로써 모형 선박을 제작하고 드론에 사용되는 아두파일럿(Ardupilot)을 적용시켜 자율운항 제어 시스템을 구축하였다. 구축된 모형선을 활용하여 다양한 항해계획을 실행함으로써 자율운항 선박의 운항 자동제어 가능성을 확인하였다. 침로안정성 실험에서는 모형선이 정해진 침로를 똑바로 따라가지 못하고 지그재그(S자 형태)로 항행하면서 침로에서 최대 5.4 m(4.5 L) 이탈하였으며, 매개변수를 수정하여 이탈거리를 최대 1.8 m(1.5 L)까지 감소시켰다. 선회성능 실험에서는 선회권의 직경이 최대 약 9.3 m(7.8 L)로 나타났는데 매개변수를 수정하여도 큰 변화를 확인할 수 없었다. 하지만 WP 도착 전 감속하도록 실험한 결과 선회권의 직경이 최대 약 3.2 m(2.7 L)로 감소된 것을 확인할 수 있었다. 정지성능을 평가하기 위해 모든 실험의 마지막 정지 예정 위치와 실제 모형선이 정지한 위치를 상호 비교하였으며, 정지 예정 위치로부터 최소 0.4 m(0.3 L), 최대 6.2 m(5.2 L) 떨어진 지점에서 모형선이 정지하였음을 확인할 수 있었다. 추후 다양한 매개변수의 수정·보완을 통한 성능 향상이 이루어진다면 자동제어를 통한 자율운항선박의 자동접안을 위한 연구를 진행할 계획이다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권3호
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• pp.208-213
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• 2016

This paper proposes a potential field-based guidance law for docking a USV (unmanned surface vehicle). In most cases, a USV without side thrusters is an under-actuated system. Thus, there are undockable regions near docking stations where a USV cannot dock to a docking station without causing a collision or backward motion. This paper suggest a guidance law that prevents a USV from enter such a region by decreasing the lateral error to the docking station at the initial stage of the docking process. A Monte-carlo simulation was performed to validate the performance of the proposed method. The proposed method was compared to conventional guidance laws such as pure pursuit guidance and pure/lead pursuit guidance. As a result, the collision angle and lateral distance error of proposed method tended to have lower values compared to conventional methods.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.431-437
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• 2006

In this paper vector code correlation(VCC) method and an algorithm to promote the image-processing performance in building an effective measurement system using cameras are described far automatically berthing and controlling the ship equipped with side-thrusters. In order to realize automatic ship berthing, it is indispensable that the berthing assistant system on the ship should continuously trace a target in the berth to measure the distance to the target and the ship attitude, such that we can make the ship move to the specified location. The considered system is made up of 4 apparatuses compounded from a CCD camera, a camera direction controller, a popular PC with a built-in image processing board and a signal conversion unit connected to parallel port of the PC. The object of this paper is to reduce the image-processing time so that the berthing system is able to ensure the safety schedule against risks during approaching to the berth. It could be achieved by composing the vector code image to utilize the gradient of an approximated plane found with the brightness of pixels forming a certain region in an image and verifying the effectiveness on a commonly used PC. From experimental results, it is clear that the proposed method can be applied to the measurement system for automatic ship berthing and has the image-processing time of fourfold as compared with the typical template matching method.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2020년도 추계학술대회
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• pp.54-55
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• 2020

4차 산업혁명으로 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터 등의 기술이 조선 해운 산업에 매우 밀접하게 연관 되고 있고 이는 자율운항선박의 탄생을 가져왔다. 현재 선박의 기술적 특성상 속력을 갑자기 낮출 수 없으므로 항만에 접안하기 위해 예인선의 도움, 도선사의 승선, 육상관제센터의 선박 컨트롤 등 복잡한 커뮤니케이션을 필요로 한다. 본 연구에서는 자율운항선박이 도입될 경우 선박이 입항하기 위한 컨트롤 기준을 어떻게 설정할지 해결하고자 클러스터링 분석을 사용하였다. 입항 선박의 축적된 AIS 데이터를 기반으로 입항 패턴을 정량적으로 단계화하고자 K-Means 클러스터링을 사용했고 SOG(Speed over Ground), COG(Course over Ground), ROT(Rate of Turn)를 사용하여 입항 단계를 6개로 구분하였다.