We propose a navigation algorithm using image-based visual servoing utilizing a fixed camera. We define the mobile robot navigation problem as an unconstrained optimization problem to minimize the image error between the goal position and the position of a mobile robot. The residual function which is the image error between the position of a mobile robot and the goal position is generally large for this navigation problem. So, this navigation problem can be considered as the nonlinear least squares problem for the large residual case. For large residual, we propose a method to find the second-order term using the secant approximation method. The performance was evaluated using the simulation.

해난사고를 억제하고 선박을 안전하게 운항하기 위해서는 선박을 조종하는 항해사와 항해사의 항해 수행을 보조하는 시스템의 효과적인 상호작용이 필수적이다. 본 연구에서는 항해사의 항해 수행을 지원하고 안전한 선박 운행을 확보하기 위해 개발된 SCMS(Ship Control and Management System)의 기능을 항해사의 수행과 관련지어 (1) 경계(watchkeeping), (2) 위치확인(positioning) 및 조종(maneuvering)의 측면에서 개관하고, 선박 조종 및 안전성 확보를 위해 항해사가 이 시스템과 어떠한 방식으로 상호작용하는지 기술하였다. 또한 실제 선박에 탑재된 것과 동일한 SCMS 시뮬레이터를 이용하여 항해사를 훈련할 경우 선박조종을 위한 교육시간이 훨씬 단축될 수 있다는 것과, 실제 항해 실습 과정에서 경험하는 선박조종에서의 안전 정도(특히 조종 부문에서)도 급격히 상승함을 경험적 자료를 통해 확인하였다.

본 연구는 준설선을 이용하여 가덕수도를 횡단하며 준설공사를 하는 동안에 선박들의 안전한 통항방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 부산-거제간 연결도로 건설공사 중 가덕수도의 해저로 횡단하는 침매터널을 건설하기 위해서는 준설작업이 필요하다. 이에 따라 불가피하게 준설선이 가덕수도 항로를 횡단하며 준설을 해야 한다. 이는 상대적으로 가덕수도를 통항하는 선박들의 잠재적인 위험상황으로 충돌 등의 해양사고가 발생할 가능성이 있다. 따라서 이에 대한 선박의 안전통항방안을 모색하고 대책을 제시하였다. 먼저 해상교통량을 추정하고 교통혼잡도를 평가한 결과 장래(2009년)까지 주간 중에 통항량이 최대통항능력에 대비하여 20%미만으로 예상되었다. 그리고 항로설계원칙의 검토를 통해 임시항로를 설정하여 준설공사를 3단계로 나눠 실시하는 대안을 제시하였다. 끝으로 부산신항 VTS 센터의 역할을 강조하였다.

조선시대의 선원 조직과 항해술과 관련해서는 조운선의 선원 조직과 선단 편성 등만이 알려져 왔고, 일반 선박의 선원 조직이나 항해술에 대해서는 구체적으로 알려진 바가 없었다. 조선 성종대 바다에서 표류한 경험담을 기록한 최부의 「표해록」은 그동안 국문학계에서 광범위하게 연구된 바 있지만, 정작 바다에서 조선의 선원들이 어떻게 항해하여 안전하게 중국에까지 이르렀는지에 대해서는 연구된 바가 없었다. 이 소고에서는 최부의 「표해록」에 나타난 조선 시대 선원 조직과 항해술에 대해서 상세히 도출해 내고, 조선 영조대의 장한철의 「표해록」과 비교함으로써 두 선박이 상이한 표류 결과를 내게 된 원인이 무엇이었는지를 규명해보고자 한다.

In this paper, we develope the navigation system for patrol robots in indoor environment. The proposed system consists of PDA map modelling, a localization algorithm based on a global position sensor and an automatic charging station. For the practical use in security system, the PDA is used to build object map on the given indoor map. And the builded map is downloaded to the mobile robot and used in path planning. The global path planning is performed with a localization sensor and the downloaded map. As a main controller, we use PXA270 based hardware platform in which embedded linux 2.6 is developed. Data handling for various sensors and the localization algorithm are performed in the linux platform. Also, we implemented a local path planning algorithm for object avoidance with ultra sonar sensors. Finally, for the automatic charging, we use an infrared ray system and develop a docking algorithm. The navigation system is experimented with the two-wheeled mobile robot using North-Star localization system.

H대학 실습선 28명의 선원에 대하여 40일간 장기간 항해 전과 후의 혈액과 소변의 생화학적 분석을 실시하였다. 원앙 후 부원 및 모든 연령에서 요소질소와 요산수치(creatine 및 uric acid)가 증가된 것으로 보아 선상생활이 신장의 기능을 나쁘게 하거나 기능저하를 초래했다고 판단되어진다. 또 총콜레스테롤(TC)과 고밀도지단백콜레스테롤(HDL-C) 및 저밀도지단백콜레스테롤(LDL-C)은 원양 전보다 후에 유의하게 감소한 반면에 중성지방(TG)은 유의하게 상승하였다. 연령별로는 TC와 HDL-C가 30대, 40대에서 유의하게 감소하였고, TG는 30대가 유의하게 증가하였는데 특히 30대에서 몇몇 선원에 대해서는 원양 후 TG의 높은 증가를 보여 고지혈증이 의심되고 있다. 또한 소변검사에서도 간세포성기능 및 신장기능의 이상을 진단하는 담즙색소(UBG)와 요단백(PRO)에서 장기간 항해 전과 후 모두 양성반응이 나타난 선원이 각각 7명과 5명 이었다. 특히 우로빌리노겐(Urobilinogen : UBG)에서 양성반응이 크게 증가하여 한 달간 원앙을 통하여 간세포성기능이 저하되었거나 이상이 있음을 보여주고 있다.

AIS(Automatic Identification System)는 선박의 항해안전 및 실시간 모니터링을 위하여 국제해사기구(IMO)에서 채택한 것으로서 선박의 제원 및 운항정보를 선박-선박/육상 간에 자동 송수신 하는 장치이다. 연안해역의 관제, 수색 및 구조지원, 선박통항관제 수단을 제공하여 주는 유용한 장비이다. 본 연구에서는 AIS 장비를 항로표지에 설치하여 항로표지에 대한 실시간 정보를 수집하거나 감시 및 제어 또한 이를 직접 선박에 제공하기 위한 실시간 유비쿼터스 해상표지시설의 구축을 위하여 실시한 해상실험을 결과를 분석하여 구축을 위한 방안을 제안 하고자 한다.

본 논문은 기상 예보 및 목측 관측의 파랑 정보를 이용한 운항 선박의 최적 항로 평가 시스템 개발에 관한 내용을 다룬다. 예로부터 선장 및 항해사는 경험적으로 기상과 선박 상태를 고려하여 최적의 항로를 선택하여 항해하여 왔다. 이는 선장의 경험을 바탕으로 해류나 파랑에 대한 기상 예보 정보를 활용하여 최적항로를 결정하는 것으로 아직까지 선상에서 항로 결정을 보조해주는 디지털화한 시스템은 그 사례를 찾아보기 힘들다. 본 논문에서는 선박의 운항 효율성과 안전성 관점에서 구성되어져 있는 선상 최전 항로 평가 시스템을 소개한다. 효율적인 항해를 위해서는 도착예정시긴 및 연료소모량을 최소로 하는 최적 항로를 구한다. 이는 선박의 파랑 중 부가저항에 기초를 둔 선속 저하 및 마력 증가를 고려하여 계산한다. 안전성 관점에서는 3D 판넬법에 기포를 둔 선박의 내항 계산을 본 시스템에서 구현하여 내항 평가를 수행한다. 기본적으로 기강 예보는 본 시스템을 구동하기 위해 우선적으로 준비되어져야만 한다.

In this paper, an INS compensation algorithm is proposed using the accelerometer from IMU. First, we denote the basic INS algorithm and show that how to compensate the position error when low cost IMU is used. Second, considering the ship's characteristic and ocean environments, we consider with a drift as a periodic external environment change which is affected with exact position. To develop the compensation algorithm, we use a repetitive method to reduce the external environment changes. Lastly, we verify the proposed algorithm through the experiments, where the acceleration sensor is used to acquire real data.

In this paper, a tracking algorithm for autonomous navigation of automated guided vehicles (AGVs) operating in container terminals is presented. The developed navigation algorithm takes the form of a federated information filter used to detect other AGVs and avoid obstacles using fused information from multiple sensors. Being equivalent to the Kalman filter (KF) algebraically, the information filter is extended to N-sensor distributed dynamic systems. In multi-sensor environments, the information-based filter is easier to decentralize, initialize, and fuse than a KF-based filter. It is proved that the information state and the information matrix of the suggested filter, which are weighted in terms of an information sharing factor, are equal to those of a centralized information filter under the regular conditions. Numerical examples using Monte Carlo simulation are provided to compare the centralized information filter and the proposed one.

This paper proposes a sensor-fusion technique where rho data sets for the previous moments are properly transformed and fused into the current data sets to enable accurate measurement, such as, distance to an obstacle and location of the service robot itself. In the conventional fusion schemes, the measurement is dependent only on the current data sets. As the results, more of sensors are required to measure a certain physical promoter or to improve the accuracy of the measurement. However, in this approach, intend of adding more sensors to the system, the temporal sequence of the data sets are stored and utilized for the measurement improvement. Theoretical basis is illustrated by examples md the effectiveness is proved through the simulation. Finally, the new space and time sensor fusion (STSF) scheme is applied to the control of a mobile robot in the indoor environment and the performance was demonstrated by the real experiments.

This paper is mainly concerned with the assessment of safe navigation between ships moving each other in restricted waterways. The numerical simulation of manoeuvring motion was conducted parametrically to propose an appropriate safe speed and distance, which is required to avoid sea accident under the different conditions, such as ship-velocity ratios, ship-length ratios, separation and stagger between ships. As for the calculation parameters, the ratios of velocity difference between two ships were considered as 0.6, 1.2, 1.5 and the ones of ship-length difference were regarded were regarded as 0.5, 1.0, 1.18. From the inspection of this investigation, it indicates the following result. Firstly, the separation between ships is more needed for the small vessel, compared to the large vessel. Secondly, the lateral distance between ships is necessarily required for the velocity ration of 1.2, compared to the cases of 0.6 and 1.5. The manoeuvring characteristics based on this investigation will be very useful for keeping the safety of navigation from the practical point of ships design and traffic control in confined water.

본 연구의 목표는 GPS(Global Positioning System)을 이용한 3차원 네비게이션 시스템을 개발하여 원하는 목적지까지의 경로를 실시간으로 도로 전경과 동일한 3차원 영상으로 살펴봄으로써 운전자를 효과적으로 도울 수 있도록 하는 것이다. 실제 도로에서 일정 간격을 두고 촬영한 파노라마 실사 영상에 TIP 기법을 적용하여 가상환경을 구축하고 이들 사이의 부드러운 전이를 통해 사진과 같은 품질의 3차원 영상을 보여준다. 개발된 시스템은 2차원 네비게이션 모듈을 가지며 최적 경로 탐색 및 도로 상황 예측 기능을 제공한다.

현재 육상에서의 GPS는 자동차 항법체계(Car Navigation System)와 개인휴대용 단말기를 이용한 위치정보체계 등이 활발히 활용되고 계속 연구되고 있는 추세에 있지만 해양에서는 그렇지 못한 실정으로 원래 GPS는 선박의 항해용 목적으로 개발된 것이지만, 해상에서 선박의 운항에 정확도는 크게 어려움을 주지 않는다는 이유로 선박의 항로확인을 위한 근사적인 위치의 표현만을 수행해왔다. 최근 항만이 복잡해지고 선박의 증가로 해양에서도 선박의 정밀한 유도가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 GPS에서 사용하고 있는 타원체인 WGS84 타원체의 자리좌표를 우리나라에서 사용하고 있는 타원체인 BESSEL 타원체의 지리좌표로 변환하는 요소인 3-parameter에 의한 타원체변환알고리즘 및 육도와 해도에서 사용하고 있는 평면 직교좌표계인 TM투영과 UTM투영의 알고리즘제작 하였다. 또한, 현재 항법용 GPS 센서가 가지고 있는 정확도를 검증하기 위해 GPS의 정적측량, 동적측량에 의한 오차량을 비교검토하였으며, 선박의 항로추적을 위해서 선박에서 수신된 위치 정보의 편차량을 분석하였다. 이렇게 검토된 자료를 기본으로 하여 실시간 선박항로를 추적할 수 있는 저가의 항로추적시스템 개발을 본 연구의 최종목표로 연구를 수행하였다.

현재 범세계위치결정체계(GPS)와 추측항법(DR), 기타 장치를 결합한 육상차량항법시스템이 사용되고 있다. 그리고 GPS는 육상항법시스템으로 널리 이용되고 있지만, 도심지 등에서 가시위성의 부족으로 차량의 동적 위치결정에 적절하지 못하다. 따라서 본 연구에서는 GPS의 단점을 보완하기 위해 GPS/GLONASS 결합항법시스템을 이용하여 차량의 동적위치를 결정하였다. 실험결과 도심지에서 많은 장애물과 가시위성에도 불구하고 GLONASS 위성의 부가로 높은 자료획득률을 보여 GPS/GLONASS의 결합항법시스템으로 차량의 동적 위치를 연속적으로 획득할 수 있었다. 그러므로 GPS/GLONASS 결합항법시스템은 도로의 교통흐름의 통제와 효율적 관리에 응용할 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구에서는, 모든 유·무인등대와 등·부표를 원격으로 감시하고 제어하기 위한 항로표지 집약관리센터를 구축하기 위한 기반여건 조성작업의 일환으로써, 장비 및 그 지리적인 특수성 때문에 유지·관리에 있어서 기술적 경제적 어려움이 많은 무인 항해 안전관련 시설에 대하여, 상태 확인 및 관리·제어는 물론, 정비시기의 예측 둥 장비의 운영상태를 최고의 상태로 유지할 수 있도록 하는 모듈의 개발에 관하여 논하였으며, 본 연구에서 개발한 모듈을 활용한다면 보다 과학적이고 효율적인 항로표지의 설치, 관리, 운영 및 유지·보수가 가능할 것이다.

The flow zone through jets are used in evaluating the environmental and constructional effects of navigation on the Kwangyang navigation channel. It is relies on the characteristics of ships and water depth. A numerical model using the momentum theory of the propeller and Shield's diagram was developed in a restricted waterway. Equations for discharge are presented based on thrust coefficients and propeller speed and are the most accurate means of defining discharge. Approximate methods for discharge are developea based on applied ship's power. Equations for discharge are as a function of applied power, propeller diameter, and ship speed. Water depth of the waterway and draft of the ship are also necessary for the calculation of the grain size of the initial motion. The velocity distribution of discharge from the propeller was simulated by the Gaussian normal distribution function. The shear velocity and shear stress were from the Sternberg's formula. Case studies to show the influence of significant factors on sediment movement induced by the ship's propeller at the channel bottom are presented.