• 한국군사과학기술학회지
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• 제23권6호
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• pp.554-564
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• 2020

In environment of torpedo firing, underwater acoustic signal is generated by target and noise. Sound wave which is generated from acoustic signal is propagated by seawater and it is received through the sonar(sound navigation and ranging) system mounted on torpedo. In the ocean, acoustic signal or sound wave from target that is generated by the spread of broadband can be attenuated by ambient noise and can be lost by medium and environment. This research is designed to support teamwork training in Naval operations by constructing a simulation system that is more similar to the real-world conditions. This paper attempts to research the modeling of target detection and to develop the simulation of torpedo sonar(TOSO). In order to develop the realistic simulation, we researched the broadband sound modeling of target and noise source, the modeling of acoustic transmission loss by chemical component of seawater, and the modeling of signal attenuation by ambient noise environment which is approximated by experimental measurements in seawater surrounding the Korea Peninsular and by experience of Navy's actual torpedo firing. This research contributed to constructing more practical simulation of torpedo firing in real time and the results of this research were used to develop a teamwork training system for the Navy and their education.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.541-551
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• 2020

Based on the trend, there have been numerous researches analysing the ship collision risk. However, in this scope, the navigational conditions and external environment are ignored or incompletely considered in training or/and real situation. It has been identified as a significant limitation in the navigational collision risk assessment. Therefore, a novel algorithm of the ship navigational collision risk solving system has been proposed based on basic collision risk and vulnerabilities of marine accidents. The vulnerability can increase the possibility of marine collision accidents. The factors of vulnerabilities including bad weather, tidal currents, accidents prone area, traffic congestion, operator fatigue and fishing boat operating area are involved in the fuzzy reasoning engines to evaluate the navigational conditions and environment. Fuzzy logic is employed to reason basic collision risk using Distance to Closest Point of Approach (DCPA) and Time of Closest Point of Approach (TCPA) and the degree of vulnerability in the specific coastal waterways. Analytical Hierarchy Process (AHP) method is used to obtain the integration of vulnerabilities. In this paper, vulnerability factors have been proposed to improve the collision risk assessment especially for non-SOLAS ships such as coastal operating ships and fishing vessels in practice. Simulation is implemented to validate the practicability of the designed navigational collision risk solving system.

• 로봇학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.487-495
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• 2023

This paper presents a method for autonomous exploration of indoor environments using a 2-dimensional Light Detection And Ranging (LiDAR) scanner. The proposed frontier-based exploration method considers navigability from the current robot position to extracted frontier targets. An approach to constructing the point cloud grid map that accurately reflects the occupancy probability of glass obstacles is proposed, enabling identification of safe frontier grids on the safety grid map calculated from the point cloud grid map. Navigability, indicating whether the robot can successfully navigate to each frontier target, is calculated by applying the skeletonization-informed rapidly exploring random tree algorithm to the safety grid map. While conventional exploration approaches have focused on frontier detection and target position/direction decision, the proposed method discusses a safe navigation approach for the overall exploration process until the completion of mapping. Real-world experiments have been conducted to verify that the proposed method leads the robot to avoid glass obstacles and safely navigate the entire environment, constructing the point cloud map and calculating the navigability with low computing time deviation.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권1호
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• pp.1-8
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• 2018

본 연구에서는 세장체의 연속적인 거동을 전체 길이에 대하여 측정할 수 있는 계측시스템을 선정하며, 선정된 수중카메라 시스템의 성능평가를 수행한다. 수중카메라의 기초성능평가를 위하여 강체파이프의 강제가진 실험을 수행한다. 파이프의 상단을 강제가진장치에 고정시킨 후, 일정주기와 진폭으로 가진시켜 수중카메라를 이용하여 변위를 측정한다. 강제가진장치에 입력된 신호와 수중카메라에 계측된 신호를 비교하여 측정 정밀도를 평가한다. 연속체인 세장체 파이프의 강제가진 실험을 수행하여, 수중카메라 시스템의 실시간 3차원적인 측정 가능성을 정성적으로 평가한다. 본 수중카메라 시스템은 향후 국내 심해공학수조에 적용되어, 세장체구조물 및 계류선 등의 거동 측정에 활용될 것이다.

• 한국해양공학회지
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• 제23권2호
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• pp.53-57
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• 2009

Unmanned surface vehicles (USVs) conduct various missions while exchanging information with control centers. Maritime security, coastal surveillance, and sea surface and undersea inspections are included in the important missions of USVs. To carry out these missions, large amounts of information are required from sensors, such as cameras, radars, and sonars. High bandwidth wireless communication is necessary to send this information to the control center in real time. In general, USVs are made using small boats. The motions of small boats are easily influenced by sea waves and the magnitude of changes in the attitude is large and the period of the changes is short in comparison with large ships. Thus, the direction of an antenna beam pattern for a wireless communication system in a USV can change rapidly, and with a large magnitude. In addition, since the reflection of electromagnetic waves on the sea surface is not negligible, the effect of multipath noises on the wireless communication system must be considered carefully. There are also several other elements that negatively affect wireless communication systems in USVs. This paper presents the wireless communication environment to be considered in the design and implementation of wide bandwidth communication systems for USVs. Short test results for wireless communication on the sea are also given.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권6호
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• pp.670-678
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• 2018

선박의 통행량이 많은 연안해역은 선박들 사이에 복잡한 조우상황이 자주 발생하기 때문에 충돌사고의 가능성이 높다. 따라서 해상에서 충돌사고를 줄이기 위해서는 항해사의 국제충돌예방규칙(COLREG) 준수에 더하여 정량적인 충돌위험평가가 요구된다. 본 연구에서는 선박의 계획항로에 대한 충돌위험을 평가하기 위한 새로운 충돌위험도 평가시스템이 개발되었다. 먼저 기존의 충돌위험 평가모델들을 검토함으로써 적절한 충돌위험 평가방법이 제시되었다. 시스템은 MATLAB을 사용하여 개발되었으며 해도, 범퍼 및 평가의 세 부분으로 구성된다. 개발된 시스템은 시험을 위해 간단한 계산조건으로 시험해역에 적용되었으며, 그리고 검증을 위해 실제 계산조건으로 실제해역에 적용되었다. 그 결과 충돌위험은 자선의 길이, 항해시간 및 항로 등에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 개발된 시스템은 항해사가 출항전 최적안전항로를 선택하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.612-624
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• 2007

The real-time monitoring of radon ($^{222}Rn$) concentrations has been carried out to evaluate its ambient background concentration levels in Gosan site, Jeju Island between January 2001 and December 2004. In addition, the atmospheric TSP aerosols have been sampled, and their ionic and metallic components were analyzed to understand the characteristics of air pollution. The mean concentration of radon was $3,121{\pm}1,627\;mBq/m^3$, and the seasonal mean concentrations for spring, summer, fall and winter seasons were 2,898, 2,398, 3,571 and $3,646\;mBq/m^3$, respectively, The hourly concentrations have shown the highest value at 7 a.m. and the lowest value at 2 p.m. From the backward trajectory analyses, the radon concentrations have increased, when the air parcels were moved from the Chinese continent to Jeju area. On the other hand, they have decreased, when the air parcels from the North Pacific Ocean. In the analytical results of ionic species and metal elements of TSP aerosols, the concentrations of $nss-{SO_4}^{2-}$ and S were higher in June and March. Meanwhile, the concentrations of other anthropogenic species as well as soil components were mostly higher in March and April. On the basis of factor analysis, the TSP aerosols at Gosan area were largely influenced by soil sources, followed by anthropogenic sources and marine sources. From the result of backward trajectory analyses, the concentrations of $nss-{SO_4}^{2-},\;{NO_3}^-$, Al and Ca were mostly higher, when the air parcels moved from Chinese continent to Jeju area. On the other hand, their concentrations were lower, when the air parcels drifted from the North Pacific Ocean.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권5호
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• pp.571-576
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• 2015

본 논문은 X-band 레이더 기반 파고추정 방법의 비교연구에 대한 내용으로, 신호 대 잡음비 및 음영비를 이용하였다. 신호대 잡음비의 경우 기존 파고 추정을 위한 방법으로 널리 사용되고 있으며, 음영비의 경우 새로이 제시되는 방법이다. 본 연구에 사용된 레이더 영상의 경우 울산 주전해안에서 계측된 자료이며, 기상청 등표에서 계측된 해양기상정보와 비교하였다. 자료는 약 34일동안 계측된 자료를 비교하였으며, 동해안 태풍 진출 기간 자료를 확보하여 다양한 파고분포에 대한 결과를 검증하였다. 분석 결과 음영비를 이용한 파고추정의 경우, 부이와의 보정이 필요 없는 장점과 실시간 파고 계측의 가능성을 확인하였으며, 일부 풍속, 타 물체 탐지 등 레이더 영상의 외적 요소에 의한 오차 발생의 요인을 파악하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.474-482
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• 2020

안전한 해양플랜트 운용을 위해 장비 성능평가를 실시하고 그 결과를 모니터링 할 수 있는 시스템이 필요하다. 현재는 육상으로부터 멀리 떨어진 해양플랜트의 특성상 장비 성능평가를 위해 정기적으로 계측 데이터를 저장매체에 저장한 후 육상으로 운반해야한다. 이로인해 성능평가 주기가 길어지고, 다음 성능평가가 시행되기 전까지의 장비의 성능 저하 정도를 알 수 없어 장비의 고장을 방지하기 어렵다. 따라서 육상이 아닌 해양플랜트 내에 온보드(on-board) 형태의 장비 성능 모니터링 시스템을 구축할 필요가 있다. 본 논문에서는 해양플랜트 내에서 장비 성능을 평가하고 그 결과를 가시화하는 장비 성능 모니터링 시스템을 개발하기 위한 초기 단계로, 장비 성능 모니터링 시스템의 데이터베이스를 설계 및 구축하고자 한다. 이를 위해 주요 장비의 태그 데이터를 선정하여 분석을 진행하였다. 최종적으로 장비 상태를 실시간으로 계측한 데이터를 해양플랜트 내에서 저장 및 관리하기 위해 온보드 형태의 장비 성능 모니터링 시스템을 위한 데이터베이스를 설계 및 구축 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.867-874
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• 2021

4차 산업시대를 맞이하여 많은 공학 분야에서 IoT(Internet of Things)기술의 연계는 매우 중요한 쟁점이다. 최근 조선소에서도 디지털 조선, 스마트 팩토리 등의 개념을 구체화하고 있는 추세이다. 한편 자동차, 비행기 등에서 자율주행을 구현하는 연구는 매우 활발하고 일정 부분 상용의 형태로 나타나고 있다. 본 연구는 오픈 소스 아두파일럿 기반의 FC(Flight Controller) 및 RTK(Real Time Kinematic) GPS(Global Positioning System)를 이용하여 자율 주행 임무를 수행하는 보트의 주행성에 관한 연구로서 잔잔한 호수에서 실해역 실험을 수행하였으며 보트의 임무는 특정한 지점을 자율주행한 후 홈 위치로 스스로 돌아오는 과정에 대한 조종성 평가이다. 주어진 속도에서 기설정된 임무 궤적과 실 운항 궤적에 따른 차이를 분석하고 시스템의 보트 적용성에 대한 일련의 연구를 수행하였다. 또한 4개의 프로펠러를 가지는 OmniX 선체의 주행성을 분석하였으며 최대 48%의 주행 추적성 향상을 확인하였다.