연안선박의 운항환경 및 상황인식을 위한 다중센서 모듈에 대한 연구

Abstract

연안선박은 항로여건이 복잡하며 천소, 어망, 농무, 협수로와 같은 항해 장애요인으로 원활한 선박의 운항에 어려움이 많으며 연안선박의 접안시설 규격이 통일되어 있지 않아 안전성이 취약할 수 있다. 이는 연안선박의 운항 및 이접안 시에 사고로 이어질 수 있어 효율성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 기술적 대책 수립이 요구되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 연안선박의 효율적인 운항환경 및 상황인식을 위한 다중센서 모듈에 대한 내용을 소개한다. 본 다중센서 모듈은 레이더, 라이다, 전방위 카메라, 다중카메라 어셈블리 (화상/열상/단파장 열상) 파트로 구성되며 각 센서들 간의 오버랩이 최적화되고, 최대한 넓은 범위를 측정하기 위해 센서 배치설계가 수행되었다. 다중센서 모듈에 구성된 모든 센서들은 아두이노 기반의 동기화 모듈을 통해 데이터 취득 동기화가 이루어지며 ROS기반 인터페이스로 구현이 된다. 다중센서 모듈 내의 각 센서 내부 파라미터 및 센서 간의 외부 파라미터 캘리브레이션이 수행되어 정확한 데이터가 획득이 가능하다. 또한, 본 다중센서 모듈은 3차원 정보를 획득할 수 있는 라이다와 멀티 카메라간의 보정을 통하여 선박 운행에 필수적인 넓은 시야에서의 정확한 정보 획득이 가능하다. 다중센서 모듈의 지지대는 선내 설치 시 선박의 진동 및 6자유도 운동을 고려하여 제작되었고 다중센서 모듈이 알루미늄 프로파일 기둥에 고정되어 큰 선박운동이 있더라도 센서간의 상대적인 거리가 움직이지 않게 최대한 강성을 확보하였다. 추가로, 다중센서 모듈의 센서 데이터를 해상환경에 따른 보정 및 융합하는 과정을 추가로 진행한다면 다양한 환경변화에서 강인한 환경 및 주변 상황 정보를 얻고 분석할 수 있다. 본, 다중센서 모듈을 이용하여 연안환경 및 선착장 주변상황 데이터의 추가 획득이 요구되며 이는 딥러닝 기반 객체인식 알고리즘과 연계되어 더욱 정확한 다중센서 기반 상대항법 및 이접안 지원 시스템을 구축할 수 있을 것으로 판단된다.